JP2017094169A - Subject information acquisition device and subject information acquisition method - Google Patents

Subject information acquisition device and subject information acquisition method Download PDF

Info

Publication number
JP2017094169A
JP2017094169A JP2017011561A JP2017011561A JP2017094169A JP 2017094169 A JP2017094169 A JP 2017094169A JP 2017011561 A JP2017011561 A JP 2017011561A JP 2017011561 A JP2017011561 A JP 2017011561A JP 2017094169 A JP2017094169 A JP 2017094169A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
interest
acoustic wave
subject
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017011561A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6537540B2 (en
Inventor
卓郎 宮里
Takuro Miyazato
卓郎 宮里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2017011561A priority Critical patent/JP6537540B2/en
Publication of JP2017094169A publication Critical patent/JP2017094169A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6537540B2 publication Critical patent/JP6537540B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a subject information acquisition device and a subject information acquisition method which can accurately acquire an optical characteristic value in photoacoustic imaging.SOLUTION: A subject information acquisition device has signal processing means 40 comprising: a setting unit 41 for setting a predetermined sensitivity area corresponding to each of a plurality of acoustic wave detection elements e1, e2, e3 on the basis of sensitivity distributions of the plurality of acoustic wave detection elements; an initial sound pressure acquisition unit 42 for acquiring an initial sound pressure in an area of interest without using a detection signal corresponding to the area of interest, which is acquired by the acoustic wave detection element not including the area of interest in the predetermined sensitivity area; a light volume value acquisition unit 43 for acquiring an integrated light volume value in the area of interest on the basis of the detection signal used by the initial sound pressure acquisition unit; and an optical characteristic value acquisition unit 44 for acquiring an optical characteristic value in the area 33 of interest using the initial sound pressure acquired by the initial sound pressure acquisition unit and the integrated light volume value acquired by the light volume value acquisition unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被検体に光を照射することにより発生した光音響波を検出することにより、被検体情報を取得する被検体情報取得装置及び被検体情報取得方法に関する。   The present invention relates to a subject information acquisition apparatus and a subject information acquisition method for acquiring subject information by detecting a photoacoustic wave generated by irradiating a subject with light.

レーザーなどの光源から被検体に照射した光を被検体内に伝播させ、被検体内の情報を得る光イメージング装置の研究が医療分野を中心に積極的に進められている。このような光イメージング技術の一つとして、光音響イメージング(PAI:Photoacoustic Imaging)がある。光音響イメージングとは、光源から発生したパルス光を被検体(生体)に照射し、被検体内を伝播・拡散した光が被検体内で吸収されて発生する光音響波を検出し、検出した音響波を解析処理することで、被検体内の光学特性に関連した情報を可視化する技術である。これにより、被検体内の光学特性値分布、特に、吸収係数分布、酸素飽和度分布などを得ることができる。   Research on an optical imaging apparatus that obtains information in a subject by propagating light irradiated on the subject from a light source such as a laser is actively advanced mainly in the medical field. One such optical imaging technique is photoacoustic imaging (PAI). Photoacoustic imaging refers to detecting and detecting photoacoustic waves generated by irradiating a subject (living body) with pulsed light generated from a light source and absorbing and propagating light within the subject. This is a technique for visualizing information related to optical characteristics in a subject by analyzing acoustic waves. Thereby, an optical characteristic value distribution in the subject, in particular, an absorption coefficient distribution, an oxygen saturation distribution, and the like can be obtained.

光音響イメージングでは、被検体内における関心領域から発生する光音響波の初期音圧P0は、次式で表すことができる。   In photoacoustic imaging, the initial sound pressure P0 of the photoacoustic wave generated from the region of interest in the subject can be expressed by the following equation.

Figure 2017094169
Figure 2017094169

ここで、Γはグルナイゼン係数であり、体積膨張係数βと音速cの二乗の積を定圧比熱CPで割ったものである。Γは被検体が決まれば、ほぼ一定の値をとることが知られている。そして、μaは関心領域の吸収係数、Φは関心領域における積算光量値である。   Here, Γ is the Gruneisen coefficient, which is the product of the square of the volume expansion coefficient β and the speed of sound c divided by the constant pressure specific heat CP. It is known that Γ takes a substantially constant value when the subject is determined. Μa is an absorption coefficient of the region of interest, and Φ is an integrated light amount value in the region of interest.

特許文献1には、被検体中を伝搬してきた光音響波の音圧Pの時間変化を音響波検出器で検出し、その検出結果から被検体内の初期音圧分布を算出する技術が記載されている。特許文献1によると、算出された初期音圧をグルナイゼン係数Γで除することにより、μaとΦの積、つまり光エネルギー吸収密度を得ることができる。そして、式(1)で示されるように、初期音圧P0から吸収係数μaを得るためには、光エネルギー吸収密度を光量Φで除することが必要である。   Patent Document 1 describes a technique for detecting a temporal change in the sound pressure P of a photoacoustic wave propagating through a subject with an acoustic wave detector and calculating an initial sound pressure distribution in the subject from the detection result. Has been. According to Patent Document 1, the product of μa and Φ, that is, the light energy absorption density can be obtained by dividing the calculated initial sound pressure by the Gruneisen coefficient Γ. Then, as shown by the equation (1), in order to obtain the absorption coefficient μa from the initial sound pressure P0, it is necessary to divide the light energy absorption density by the light quantity Φ.

特開2010−88627号公報JP 2010-88627 A 特開2006−51355号公報JP 2006-51355 A

しかしながら、特許文献1に記載の光音響イメージングにおいては、さらに光学特性値を精度良く取得することが望まれていた。   However, in the photoacoustic imaging described in Patent Document 1, it has been desired to obtain optical characteristic values with higher accuracy.

そこで、本発明は、光音響イメージングにおいて、光学特性値をより精度良く取得することのできる被検体情報取得装置及び被検体情報取得方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a subject information acquisition apparatus and a subject information acquisition method capable of acquiring an optical characteristic value with higher accuracy in photoacoustic imaging.

上記課題に鑑み、本発明に係る被検体情報取得装置は、光源と、光源からの光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を検出して複数の検出信号を出力する音響波検出器と、複数の検出信号に基づいて関心領域における光学特性値を取得する信号処理手段と、を有し、信号処理手段は、複数の検出信号の一部の検出信号を選択し、一部の検出信号と、一部の検出信号に対応する関心領域における光量値と、を用いて関心領域における光学特性値を取得する。   In view of the above problems, a subject information acquisition apparatus according to the present invention detects a photoacoustic wave generated by irradiating a subject with light from the light source and outputs a plurality of detection signals. A detector and signal processing means for acquiring optical characteristic values in the region of interest based on the plurality of detection signals. The signal processing means selects a part of the plurality of detection signals and selects a part thereof And the optical characteristic value in the region of interest are acquired using the detection signal of the above and the light amount value in the region of interest corresponding to a part of the detection signals.

本発明によれば、光学特性値をより精度良く取得することのできる被検体情報取得装置及び被検体情報取得方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method which can acquire an optical characteristic value more accurately can be provided.

第1の実施形態に係る被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of the subject information acquiring apparatus according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る被検体情報取得方法のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the subject information acquisition method concerning a 1st embodiment. 第2の実施形態に係る被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of the subject information acquiring apparatus according to the second embodiment. 第2の実施形態に係る被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of the subject information acquiring apparatus according to the second embodiment. 第2の実施形態に係る被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of the subject information acquiring apparatus according to the second embodiment. 第4の実施形態に係る被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of the subject information acquiring apparatus according to the fourth embodiment. 第4の実施形態に係る被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of the subject information acquiring apparatus according to the fourth embodiment. 第4の実施形態に係る被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of the subject information acquiring apparatus according to the fourth embodiment. 第4の実施形態に係る別の被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of another subject information acquisition apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る別の被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of another subject information acquisition apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る別の被検体情報取得装置の模式図である。It is a schematic diagram of another subject information acquisition apparatus which concerns on 4th Embodiment.

光音響イメージングにおいて、光音響波を検出して取得した検出信号は、バックグランドノイズを含んでいる。そのため、光音響イメージングにおいては、バックグランドノイズを含むS/Nが低い検出信号を用いずに、関心領域における初期音圧を取得することが望ましい。例えば、特許文献2には、超音波イメージングではあるが、関心領域と音響波検出素子とのなす角度が所定の値以下である場合(音響波検出素子に対応する所定の感度領域に関心領域が含まれていない場合)、音響波検出素子が関心領域からの音響波の受信を阻止することが記載されている。このような方法を行うことにより、S/Nが低い検出信号を用いずに超音波画像を取得している。   In photoacoustic imaging, a detection signal acquired by detecting a photoacoustic wave includes background noise. Therefore, in photoacoustic imaging, it is desirable to acquire the initial sound pressure in the region of interest without using a detection signal with low S / N including background noise. For example, in Patent Document 2, although ultrasound imaging is used, if the angle formed between the region of interest and the acoustic wave detection element is equal to or smaller than a predetermined value (the region of interest is in a predetermined sensitivity region corresponding to the acoustic wave detection element). If not, it is described that the acoustic wave detection element prevents the reception of acoustic waves from the region of interest. By performing such a method, an ultrasonic image is acquired without using a detection signal having a low S / N.

そこで、本発明者は、特許文献2に記載の技術を光音響イメージングに適用した。具体的には、シミュレーションにより、所定の感度領域に関心領域が含まれていない音響波検出素子が取得した検出信号を用いずに再構成を行い、関心領域における初期音圧を取得した。このようにして得られた初期音圧は、S/Nが低い検出信号を用いずに再構成された初期音圧であるため、ノイズによる誤差が小さい。そして、本発明者は、この初期音圧を用いて、特許文献1に記載の方法で、関心領域における吸収係数を求めた。しかしながら、上記方法で算出された吸収係数の値は、シミュレーションで設定した吸収係数の値とは異なっていた。   Therefore, the present inventor applied the technique described in Patent Document 2 to photoacoustic imaging. Specifically, reconstruction was performed by using a detection signal acquired by an acoustic wave detection element that does not include a region of interest in a predetermined sensitivity region by simulation, and an initial sound pressure in the region of interest was acquired. Since the initial sound pressure obtained in this manner is an initial sound pressure reconstructed without using a detection signal having a low S / N, an error due to noise is small. And this inventor calculated | required the absorption coefficient in the region of interest by the method of patent document 1 using this initial sound pressure. However, the absorption coefficient value calculated by the above method is different from the absorption coefficient value set by the simulation.

そこで、上記課題に鑑み、本発明者が鋭意検討した結果、初期音圧を取得する際には、音響波検出素子の感度に基づいて用いる検出信号を選択していたのに対し、積算光量値を取得する際には、音響波検出素子の感度を考慮していなかったことが原因であることがわかった。   Therefore, in view of the above problems, as a result of intensive studies by the inventor, when acquiring the initial sound pressure, the detection signal to be used is selected based on the sensitivity of the acoustic wave detection element. It was found that the cause was that the sensitivity of the acoustic wave detection element was not taken into account when acquiring the.

そこで、本発明者は、吸収係数の取得の際に、音響波検出素子の感度に基づいて用いる検出信号を選択することに加え、音響波検出素子の感度に基づいて積算光量値を取得することにより、精度良く光学特性値としての吸収係数を取得できることを見出した。   Therefore, the present inventor obtains the integrated light amount value based on the sensitivity of the acoustic wave detection element in addition to selecting the detection signal used based on the sensitivity of the acoustic wave detection element when acquiring the absorption coefficient. Thus, it has been found that an absorption coefficient as an optical characteristic value can be obtained with high accuracy.

以下に、シミュレーションによる本発明に係る実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention by simulation will be described.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る被検体情報取得装置の模式図である。光源10から発したパルス光は、光学系11に導かれ、照射光12として被検体30に照射される。被検体30内の光吸収体31から発生した光音響波32は、音響波検出素子e1,e2,e3を備えた音響波検出器20で検出される。そして、音響波検出器20が取得した複数の検出信号は、信号収集器47で増幅、デジタル変換され、信号処理装置40のメモリに格納される。そして、信号処理手段としての信号処理装置40に備えられた初期音圧取得部としての初期音圧取得モジュール42は、複数の検出信号を用いて画像再構成することにより、被検体30内の関心領域33における初期音圧を取得する。また、信号処理装置40に備えられた光量値取得部としての光量値取得モジュール43は、関心領域33における積算光量値を取得する。そして、信号処理装置40に備えられた光学特性値取得部としての光学特性値取得モジュール44は、関心領域33における初期音圧及び光量値を用いて、関心領域33における光学特性値を取得する。そして、取得した光学特性値を表示手段としての表示装置50に表示させる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of a subject information acquisition apparatus according to this embodiment. The pulsed light emitted from the light source 10 is guided to the optical system 11 and irradiated onto the subject 30 as the irradiation light 12. The photoacoustic wave 32 generated from the light absorber 31 in the subject 30 is detected by the acoustic wave detector 20 including the acoustic wave detection elements e1, e2, and e3. The plurality of detection signals acquired by the acoustic wave detector 20 are amplified and digitally converted by the signal collector 47 and stored in the memory of the signal processing device 40. Then, the initial sound pressure acquisition module 42 as the initial sound pressure acquisition unit provided in the signal processing device 40 as the signal processing means reconstructs an image using a plurality of detection signals, and thereby interests in the subject 30. The initial sound pressure in the area 33 is acquired. Further, the light quantity value acquisition module 43 as a light quantity value acquisition unit provided in the signal processing device 40 acquires the integrated light quantity value in the region of interest 33. Then, the optical characteristic value acquisition module 44 as an optical characteristic value acquisition unit provided in the signal processing device 40 acquires the optical characteristic value in the region of interest 33 using the initial sound pressure and the light amount value in the region of interest 33. And the acquired optical characteristic value is displayed on the display apparatus 50 as a display means.

ここで、関心領域とは、初期音圧取得モジュール42により再構成される領域の最小単位であるボクセルのことを指す。なお、初期音圧取得モジュール42は、被検体30の全領域にわたって関心領域を設定することにより、被検体全体の初期音圧分布を取得することができる。また、同様に、光量値取得モジュール43および光学特性値取得モジュール44は、被検体の全領域にわたって関心領域を設定することにより、被検体全体の積算光量値分布および吸収係数分布を取得することができる。   Here, the region of interest refers to a voxel that is the minimum unit of the region reconstructed by the initial sound pressure acquisition module 42. The initial sound pressure acquisition module 42 can acquire the initial sound pressure distribution of the entire subject by setting the region of interest over the entire region of the subject 30. Similarly, the light amount value acquisition module 43 and the optical characteristic value acquisition module 44 can acquire the integrated light amount value distribution and the absorption coefficient distribution of the entire subject by setting the region of interest over the entire region of the subject. it can.

ここで、図1に示す音響波検出素子e1,e2,e3のそれぞれが取得した関心領域33に対応する検出信号をPd1(rT)、Pd2(rT)、Pd3(rT)とする。また、音響波検出素子の正面から入ってきた光音響波に対して、音響波検出素子の正面からθだけ角度を持って入ってきた光音響波の検出信号への変換効率をA(θ)とする。そして、関心領域33に対してそれぞれの音響波検出素子のなす角度をθ1、θ2、θ3とすると、それぞれの音響波検出素子の指向性による変換効率は、A(θ1),A(θ2),A(θ3)と表現できる。また、検出信号Pd1(rT)、Pd2(rT)、Pd3(rT)のそれぞれに対応する関心領域33における光量値Φ1(rT)、Φ2(rT)、Φ3(rT)とする。ここで、本実施形態では、関心領域33を光吸収体31の位置rTに設定している。   Here, detection signals corresponding to the region of interest 33 acquired by each of the acoustic wave detection elements e1, e2, and e3 shown in FIG. 1 are Pd1 (rT), Pd2 (rT), and Pd3 (rT). In addition, the conversion efficiency of the photoacoustic wave entering from the front of the acoustic wave detecting element to the detection signal of the photoacoustic wave entering at an angle of θ from the front of the acoustic wave detecting element is A (θ). And When the angles formed by the respective acoustic wave detection elements with respect to the region of interest 33 are θ1, θ2, and θ3, the conversion efficiencies due to the directivities of the respective acoustic wave detection elements are A (θ1), A (θ2), It can be expressed as A (θ3). Further, the light quantity values Φ1 (rT), Φ2 (rT), and Φ3 (rT) in the region of interest 33 corresponding to the detection signals Pd1 (rT), Pd2 (rT), and Pd3 (rT), respectively. Here, in the present embodiment, the region of interest 33 is set at the position rT of the light absorber 31.

ここで、音響波検出素子から関心領域33までの距離をrとし、被検体内の光音響波の伝搬速度をcとし、被検体30に照射光12を照射した時間をt=0とする。この場合、関心領域に対応する検出信号とは、t=r/cの時間に音響波検出素子が取得した検出信号のことを指す。また、関心領域に対応する検出信号に対応する、関心領域33における光量値とは、t=0の時間に照射された照射光12の関心領域33における光量値のことを指す。   Here, the distance from the acoustic wave detection element to the region of interest 33 is r, the propagation speed of the photoacoustic wave in the subject is c, and the time when the subject 30 is irradiated with the irradiation light 12 is t = 0. In this case, the detection signal corresponding to the region of interest indicates the detection signal acquired by the acoustic wave detection element at the time t = r / c. The light amount value in the region of interest 33 corresponding to the detection signal corresponding to the region of interest refers to the light amount value in the region of interest 33 of the irradiation light 12 irradiated at the time t = 0.

(一部の検出信号を用いないシミュレーション例)
以下に、図1を用いて、音響波検出素子の感度に基づき、一部の検出信号を用いずに取得した初期音圧より、吸収係数を取得するシミュレーションの例を説明する。本シミュレーションでは、光吸収体31の吸収係数を、μa=0.088/mmと設定した。
(Example of simulation without using some detection signals)
Hereinafter, an example of a simulation for acquiring an absorption coefficient from an initial sound pressure acquired without using some detection signals based on the sensitivity of an acoustic wave detection element will be described with reference to FIG. In this simulation, the absorption coefficient of the light absorber 31 was set to μa = 0.088 / mm.

まず、初期音圧取得モジュール42は、式(2)に示すように検出信号Pd1(rT)、Pd2(rT)、Pd3(rT)と、変換効率A(θ1),A(θ2),A(θ3)を用いて、関心領域33における初期音圧P0(rT)を取得する。   First, the initial sound pressure acquisition module 42 detects detection signals Pd1 (rT), Pd2 (rT), Pd3 (rT) and conversion efficiencies A (θ1), A (θ2), A ( θ3) is used to obtain the initial sound pressure P0 (rT) in the region of interest 33.

Figure 2017094169
Figure 2017094169

ここで、シミュレーションにより得られた検出信号、および、シミュレーションで設定した変換効率は、以下のとおりである。   Here, the detection signal obtained by the simulation and the conversion efficiency set by the simulation are as follows.

Pd1(rT)=132Pa
Pd2(rT)=231Pa
Pd3(rT)=198Pa
A(θ1)=0.4
A(θ2)=0.7
A(θ3)=0.6
そして、これらのパラメータを用いて、式(2)より算出した初期音圧は、P0(rT)=990となる。
Pd1 (rT) = 132Pa
Pd2 (rT) = 231 Pa
Pd3 (rT) = 198Pa
A (θ1) = 0.4
A (θ2) = 0.7
A (θ3) = 0.6
Then, using these parameters, the initial sound pressure calculated from Equation (2) is P0 (rT) = 990.

また、図1においては、音響波検出素子の変換効率が所定の値より大きい領域(所定の感度領域)を、点線の三角形の領域で示す。ここでは、変換効率A(θ)=0.5を所定の値として設定している。   In FIG. 1, a region (predetermined sensitivity region) where the conversion efficiency of the acoustic wave detecting element is larger than a predetermined value is indicated by a dotted triangular region. Here, the conversion efficiency A (θ) = 0.5 is set as a predetermined value.

ここで、本実施形態においては、音響波検出素子e1に対応する三角形の領域(所定の感度領域)に関心領域33が含まれていない。そのため、初期音圧取得モジュール42は、音響波検出素子e1が取得した関心領域33に対応する検出信号Pd1(rT)を用いずに、式(3)で示される関心領域33における初期音圧P0’(rT)を取得する。   Here, in the present embodiment, the region of interest 33 is not included in the triangular region (predetermined sensitivity region) corresponding to the acoustic wave detection element e1. Therefore, the initial sound pressure acquisition module 42 does not use the detection signal Pd1 (rT) corresponding to the region of interest 33 acquired by the acoustic wave detection element e1, and the initial sound pressure P0 in the region of interest 33 expressed by the equation (3). '(RT) is acquired.

Figure 2017094169
Figure 2017094169

そして、前述したパラメータを用いて、式(3)から算出される関心領域33における初期音圧は、P0’(rT)=660となった。   Then, using the above-described parameters, the initial sound pressure in the region of interest 33 calculated from Expression (3) is P0 ′ (rT) = 660.

次に、光量値取得モジュール43は、被検体の背景光学係数などから光伝搬モンテカルロ法・輸送方程式・光拡散方程式等を用いて、被検体内の積算光量値を取得する。   Next, the light amount value acquisition module 43 acquires the integrated light amount value in the subject using the light propagation Monte Carlo method, the transport equation, the light diffusion equation, or the like from the background optical coefficient of the subject.

例えば、光量値取得モジュール43は、検出信号Pd1(rT)、Pd2(rT)、Pd3(rT)のそれぞれに対応する関心領域33における光量値Φ1(rT)、Φ2(rT)、Φ3(rT)を算出する。   For example, the light quantity value acquisition module 43 includes the light quantity values Φ1 (rT), Φ2 (rT), and Φ3 (rT) in the region of interest 33 corresponding to the detection signals Pd1 (rT), Pd2 (rT), and Pd3 (rT). Is calculated.

そして、光量値取得モジュール43は、これらを用いて式(4)で示される関心領域33における積算光量値Φ(rT)を取得する。   And the light quantity value acquisition module 43 acquires integrated light quantity value (PHI) (rT) in the region of interest 33 shown by Formula (4) using these.

Figure 2017094169
Figure 2017094169

ここで、シミュレーションで得られた関心領域における光量値は、以下のとおりであった。   Here, the light quantity value in the region of interest obtained by the simulation was as follows.

Φ1(rT)=3750mJ/m2
Φ2(rT)=3750mJ/m2
Φ3(rT)=3750mJ/m2
そして、これらのパラメータを用いて、式(4)より関心領域における積算光量値を算出すると、Φ(rT)=11250mJ/m2となる。
Φ1 (rT) = 3750 mJ / m2
Φ2 (rT) = 3750 mJ / m2
Φ3 (rT) = 3750 mJ / m2
Then, using these parameters, when the integrated light quantity value in the region of interest is calculated from Equation (4), Φ (rT) = 112250 mJ / m 2.

次に、光学特性値取得モジュール44は、式(3)に示す関心領域33における初期音圧P0’(rT)と、式(4)に示す関心領域33における積算光量値Φ(rT)とを用いて、式(5)に示す関心領域33における吸収係数μa(rT)を取得する。   Next, the optical characteristic value acquisition module 44 obtains the initial sound pressure P0 ′ (rT) in the region of interest 33 shown in Expression (3) and the integrated light amount value Φ (rT) in the region of interest 33 shown in Expression (4). The absorption coefficient μa (rT) in the region of interest 33 shown in Expression (5) is acquired.

ここで、グリュナイゼン係数Γ=1としている。   Here, the Gruneisen coefficient Γ = 1.

Figure 2017094169
Figure 2017094169

ここで、前述したパラメータを用いて式(5)より算出される、光吸収体の位置rTに設定された関心領域33における吸収係数は、μa=0.059/mmとなる。一方、シミュレーションで設定された光吸収体31の吸収係数は、μa=0.088/mmである。これより、式(5)より求めた吸収係数は設定値より小さくなっていることがわかる。すなわち、上記方法により取得した初期音圧を用いて吸収係数を取得する場合には、積算光量値の取得にさらなる工夫が必要である。   Here, the absorption coefficient in the region of interest 33 set at the position rT of the light absorber, which is calculated from the equation (5) using the parameters described above, is μa = 0.059 / mm. On the other hand, the absorption coefficient of the light absorber 31 set in the simulation is μa = 0.088 / mm. From this, it can be seen that the absorption coefficient obtained from the equation (5) is smaller than the set value. That is, when acquiring an absorption coefficient using the initial sound pressure acquired by the said method, the further device is required for acquisition of an integrated light quantity value.

(一部の検出信号および一部の光量値を用いないシミュレーション例)
そこで、以下に、本発明者が見出した本実施形態に係る被検体情報取得方法を、図2のフローチャートを用いて説明する。以下の番号は、図2に示す処理番号と一致する。
(Example of simulation without using some detection signals and some light intensity values)
Therefore, the subject information acquisition method according to the present embodiment found by the present inventor will be described below with reference to the flowchart of FIG. The following numbers correspond to the process numbers shown in FIG.

(S100:音響波検出素子の感度分布に基づいて、所定の感度領域を設定する工程)この工程では、複数の音響波検出素子の感度分布に基づいて、複数の音響波検出素子のそれぞれに対応する所定の感度領域を設定する。それぞれの音響波検出素子に対応する所定の感度領域のテーブルを、信号処理装置40のメモリに格納する。   (S100: a step of setting a predetermined sensitivity region based on the sensitivity distribution of the acoustic wave detection elements) In this step, each of the plurality of acoustic wave detection elements is handled based on the sensitivity distribution of the plurality of acoustic wave detection elements. A predetermined sensitivity area is set. A table of predetermined sensitivity regions corresponding to each acoustic wave detection element is stored in the memory of the signal processing device 40.

ここでは、信号処理装置40に備えられた設定部としての設定モジュール41が、音響波検出素子の感度が所定の値より大きい領域を、所定の感度領域として設定してもよい。なお、所定の値は、システムノイズに基づき、設定モジュール41により自動で設定されてもよい。また、所定の値は、音響波検出素子の感度をヒストグラムとして表示装置50に表示させ、作業者がヒストグラムに基づいて所定の値を選択してもよい。このとき、所定の値は、システムノイズを考慮して選択することが好ましい。   Here, the setting module 41 as a setting unit provided in the signal processing device 40 may set a region where the sensitivity of the acoustic wave detection element is larger than a predetermined value as the predetermined sensitivity region. The predetermined value may be automatically set by the setting module 41 based on the system noise. The predetermined value may be displayed on the display device 50 as a sensitivity of the acoustic wave detection element as a histogram, and the operator may select the predetermined value based on the histogram. At this time, the predetermined value is preferably selected in consideration of system noise.

ここで、音響波検出素子の感度とは、例えば、音響波検出素子の変換効率や、関心領域から音響波検出素子までの光音響波の拡散や散乱による減衰を示す減衰率などによって決定される。なお、変換効率は、光音響波が音響波検出素子に入射する角度などにより決定される。また、減衰率は、関心領域と音響波検出素子との距離などにより決定される。   Here, the sensitivity of the acoustic wave detection element is determined by, for example, the conversion efficiency of the acoustic wave detection element, the attenuation rate indicating attenuation due to diffusion or scattering of the photoacoustic wave from the region of interest to the acoustic wave detection element, and the like. . The conversion efficiency is determined by the angle at which the photoacoustic wave is incident on the acoustic wave detection element. The attenuation rate is determined by the distance between the region of interest and the acoustic wave detection element.

例えば、上記で示したシミュレーションの例の場合、設定モジュール41は、変換効率A(θ)=0.5を所定の値として設定した。そして、音響波検出素子e1,e2,e3のそれぞれについて、変換効率A(θ)が0.5より大きい領域を三角形の領域で示した。その結果、音響波検出素子e1の変換効率A(θ)が0.5より大きい領域(所定の感度領域)に関心領域33が含まれていなかった。   For example, in the case of the simulation example shown above, the setting module 41 sets the conversion efficiency A (θ) = 0.5 as a predetermined value. For each of the acoustic wave detection elements e1, e2, and e3, a region where the conversion efficiency A (θ) is greater than 0.5 is indicated by a triangular region. As a result, the region of interest 33 was not included in the region (predetermined sensitivity region) in which the conversion efficiency A (θ) of the acoustic wave detection element e1 is greater than 0.5.

また、音響波検出素子の感度分布の画像から選択された任意の領域に基づき、所定の感度領域を設定することもできる。   In addition, a predetermined sensitivity region can be set based on an arbitrary region selected from the sensitivity distribution image of the acoustic wave detection element.

例えば、まず、表示装置50に、信号処理装置40のメモリに格納しておいた音響波検出素子の感度分布の画像データを表示させる。そして、作業者が、表示された感度分布の画像からPCの入力デバイスを用いて任意の領域を選択する。そして、設定モジュール41は、選択された任意の領域を、所定の感度領域として設定することができる。このとき、例えば、感度分布の画像を表示しながら、マウスによる認識や、タッチパネル上のセンサによる認識方法で始点から終点までを結んで任意の領域を選択することができる。   For example, first, the image data of the sensitivity distribution of the acoustic wave detection element stored in the memory of the signal processing device 40 is displayed on the display device 50. Then, the worker selects an arbitrary region from the displayed sensitivity distribution image using the PC input device. Then, the setting module 41 can set the selected arbitrary region as a predetermined sensitivity region. At this time, for example, while displaying an image of the sensitivity distribution, an arbitrary region can be selected by connecting from the start point to the end point by the recognition by the mouse or the recognition method by the sensor on the touch panel.

なお、設定モジュール41は、選択された任意の領域の感度分布に基づき、所定の感度領域として設定してもよい。例えば、最も小さい感度を基準として所定の感度領域を設定したりすることができる。   The setting module 41 may be set as a predetermined sensitivity region based on the sensitivity distribution of the selected arbitrary region. For example, a predetermined sensitivity region can be set with the smallest sensitivity as a reference.

また、それぞれの音響波検出素子について個別に所定の感度領域を設定してもよいし、あるいは、1つの音響波検出素子について所定の感度領域を設定し、その所定の感度領域と同様の感度領域を、他の音響波検出素子に対して設定してもよい。   Further, a predetermined sensitivity region may be set individually for each acoustic wave detection element, or a predetermined sensitivity region is set for one acoustic wave detection element, and the same sensitivity region as the predetermined sensitivity region is set. May be set for other acoustic wave detection elements.

(S200:所定の感度領域に関心領域が含まれない音響波検出素子が取得した検出信号を用いずに、関心領域における初期音圧を取得する工程)
この工程では、S100で設定した所定の感度領域に、関心領域が含まれない音響波検出素子について、その音響波検出素子が取得した関心領域に対応する検出信号を用いずに、関心領域における初期音圧を取得する。そして、この初期音圧のデータを信号処理装置40のメモリに格納する。
(S200: A step of acquiring the initial sound pressure in the region of interest without using the detection signal acquired by the acoustic wave detection element whose region of interest is not included in the predetermined sensitivity region)
In this step, for the acoustic wave detection element in which the region of interest is not included in the predetermined sensitivity region set in S100, the detection signal corresponding to the region of interest acquired by the acoustic wave detection element is not used, and the initial value in the region of interest. Get sound pressure. Then, the initial sound pressure data is stored in the memory of the signal processing device 40.

例えば、上記で示したシミュレーションの例の場合、音響波検出素子e1に対応する所定の感度領域に関心領域33が含まれていなかった。そのため、初期音圧取得モジュール42は、検出信号Pd1(rT)、Pd2(rT)、Pd3(rT)のうち、音響波検出素子e1が取得した関心領域に対応する検出信号Pd1(rT)を用いずに、画像再構成を行うことにより、式(4)で示された初期音圧P0’(rT)を取得する。   For example, in the case of the simulation example shown above, the region of interest 33 is not included in the predetermined sensitivity region corresponding to the acoustic wave detection element e1. Therefore, the initial sound pressure acquisition module 42 uses the detection signal Pd1 (rT) corresponding to the region of interest acquired by the acoustic wave detection element e1 among the detection signals Pd1 (rT), Pd2 (rT), and Pd3 (rT). Without performing the image reconstruction, the initial sound pressure P0 ′ (rT) represented by the equation (4) is acquired.

このとき、初期音圧取得モジュール42が行う画像再構成アルゴリズムとしては、例えば、トモグラフィー技術で通常に用いられるタイムドメインあるいはフーリエドメインでの逆投影などがある。   At this time, the image reconstruction algorithm performed by the initial sound pressure acquisition module 42 includes, for example, back projection in the time domain or Fourier domain normally used in the tomography technique.

なお、本発明においては、関心領域の一部にでも所定の感度領域が含まれていれば、所定の感度領域に関心領域が含まれているとすることができる。   In the present invention, if a predetermined sensitivity region is included in a part of the region of interest, it can be assumed that the region of interest is included in the predetermined sensitivity region.

また、本発明において検出信号を用いないとは、初期音圧を取得する際に、検出信号を全く用いないことも、実質的に検出信号を用いていないことも含む概念である。   In the present invention, not using a detection signal is a concept including not using a detection signal at all and acquiring substantially no detection signal when acquiring an initial sound pressure.

(S300:初期音圧を取得する際に用いない検出信号に対応する光量値を用いずに、関心領域における積算光量値を取得する工程)
この工程では、S200で用いなかった検出信号に対応する、関心領域における光量値を用いずに、関心領域における積算光量値を取得する。そして、この積算光量値のデータを、信号処理装置40のメモリに格納する。
(S300: Step of acquiring the integrated light amount value in the region of interest without using the light amount value corresponding to the detection signal not used when acquiring the initial sound pressure)
In this step, the integrated light amount value in the region of interest is acquired without using the light amount value in the region of interest corresponding to the detection signal not used in S200. Then, the integrated light quantity value data is stored in the memory of the signal processing device 40.

例えば、光量値取得モジュール43は、光量値Φ1(rT)、Φ2(rT)、Φ3(rT)のうち、初期音圧取得モジュール42が用いなかった検出信号Pd1(rT)に対応する関心領域における光量値Φ1(rT)を用いずに、式(6)で示される関心領域における積算光量値Φ’(rT)を取得する。   For example, the light quantity value acquisition module 43 in the region of interest corresponding to the detection signal Pd1 (rT) that is not used by the initial sound pressure acquisition module 42 among the light quantity values Φ1 (rT), Φ2 (rT), and Φ3 (rT). Without using the light quantity value Φ1 (rT), the integrated light quantity value Φ ′ (rT) in the region of interest represented by Expression (6) is acquired.

Figure 2017094169
Figure 2017094169

すなわち、光量値取得モジュール43は、初期音圧取得モジュール42が初期音圧を算出する際に用いた検出信号に対応する、関心領域における光量値を用いて、関心領域における積算光量値を取得している。   That is, the light amount acquisition module 43 acquires the integrated light amount value in the region of interest using the light amount value in the region of interest corresponding to the detection signal used when the initial sound pressure acquisition module 42 calculates the initial sound pressure. ing.

ここで、前述したパラメータを用いて、式(6)から求めた関心領域33における積算光量値は、Φ’(rT)=7500mJ/m2となる。   Here, the integrated light amount value in the region of interest 33 obtained from Expression (6) using the parameters described above is Φ ′ (rT) = 7500 mJ / m 2.

なお、本発明において光量値を用いないとは、積算光量値を取得する際に、光量値を全く用いないことも、実質的に光量値を用いていないことも含む概念である。   In the present invention, not using a light amount value is a concept including not using a light amount value at all and acquiring substantially no light amount value when acquiring an integrated light amount value.

また、本実施形態では、照射光12の照射条件が一定であるため、関心領域33に照射される光量は一定である。そのため、複数の音響波検出素子が取得した複数の検出信号に対応する光量値も一定となる。このような場合、光量値取得モジュール43は、初期音圧取得モジュール42が初期音圧を取得する際に用いた検出信号の数に、関心領域33に到達した光量を掛けた値を、関心領域33における積算光量値として取得してもよい。本発明において、このように取得した積算光量値も、光量値を用いずに取得した積算光量値、として取り扱う。   In this embodiment, since the irradiation condition of the irradiation light 12 is constant, the amount of light irradiated to the region of interest 33 is constant. Therefore, the light quantity values corresponding to the plurality of detection signals acquired by the plurality of acoustic wave detection elements are also constant. In such a case, the light amount acquisition module 43 calculates a value obtained by multiplying the number of detection signals used when the initial sound pressure acquisition module 42 acquires the initial sound pressure by the amount of light reaching the region of interest 33. You may acquire as an integrated light quantity value in 33. In the present invention, the integrated light quantity value acquired in this way is also handled as an integrated light quantity value acquired without using the light quantity value.

(S400:関心領域における初期音圧および積算光量値を用いて、関心領域における光学特性値を取得する工程)
この工程では、S200で取得した関心領域における初期音圧と、S300で取得した関心領域における積算光量値とを用いて、関心領域における光学特性値としての吸収係数を取得する。
(S400: Step of obtaining an optical characteristic value in the region of interest using the initial sound pressure and the integrated light amount value in the region of interest)
In this step, an absorption coefficient as an optical characteristic value in the region of interest is acquired using the initial sound pressure in the region of interest acquired in S200 and the integrated light amount value in the region of interest acquired in S300.

例えば、上記で示されたシミュレーションの例の場合、光学特性値取得モジュール44は、式(3)に示す初期音圧P0’(rT)と、式(6)に示す積算光量値Φ’(rT)と、を式(1)に適用させる。そして、式(7)で示される関心領域33における吸収係数μa(rT)を取得する。ここで、グリュナイゼン係数Γ=1としている。   For example, in the case of the simulation example shown above, the optical characteristic value acquisition module 44 uses the initial sound pressure P0 ′ (rT) shown in Expression (3) and the integrated light amount value Φ ′ (rT) shown in Expression (6). And are applied to the equation (1). Then, the absorption coefficient μa (rT) in the region of interest 33 represented by Expression (7) is acquired. Here, the Gruneisen coefficient Γ = 1.

Figure 2017094169
Figure 2017094169

例えば、前述したパラメータを用いて、式(7)より求められた関心領域33における吸収係数は、μa=0.088/mmである。一方、式(5)より求められた関心領域33における吸収係数は、μa=0.059/mmであった。そして、シミュレーションで設定した光吸収体31の吸収係数は、μa=0.088/mmである。すなわち、式(7)によれば、式(5)と比べ、より精度良く吸収係数を求めることができる。   For example, the absorption coefficient in the region of interest 33 obtained from Expression (7) using the parameters described above is μa = 0.088 / mm. On the other hand, the absorption coefficient in the region of interest 33 obtained from the equation (5) was μa = 0.059 / mm. The absorption coefficient of the light absorber 31 set in the simulation is μa = 0.088 / mm. That is, according to Equation (7), the absorption coefficient can be obtained with higher accuracy than Equation (5).

以上のように、所定の感度領域に関心領域に含まれない音響波検出素子について、その音響波検出素子が取得した関心領域に対応する検出信号と、その検出信号に対応する関心領域における光量値と、を用いないことにより、ノイズによる誤差が少なく、定量性の高い吸収係数を取得することができる。   As described above, for an acoustic wave detection element that is not included in the region of interest in the predetermined sensitivity region, the detection signal corresponding to the region of interest acquired by the acoustic wave detection element and the light amount value in the region of interest corresponding to the detection signal By not using the above, it is possible to obtain an absorption coefficient having a high quantitative property with less error due to noise.

なお、以上の工程を複数の波長において行うことにより、波長毎における吸収係数を取得してもよい。そして、これらの吸収係数を用いて、光学特性値としての酸素飽和度などを取得してもよい。   In addition, you may acquire the absorption coefficient for every wavelength by performing the above process in several wavelengths. Then, using these absorption coefficients, oxygen saturation as an optical characteristic value may be acquired.

また、以上の工程を含んだプログラムを、コンピュータとしての信号処理装置40に実行させてもよい。   Moreover, you may make the signal processing apparatus 40 as a computer perform the program containing the above process.

(第2の実施形態)
図3A〜3Cは、本実施形態に係る被検体情報取得装置の模式図である。
(Second Embodiment)
3A to 3C are schematic views of the subject information acquiring apparatus according to the present embodiment.

本実施形態に係る被検体情報取得装置は、1つの音響波検出素子を備えた音響波検出器20を有している。また、被検体30と音響波検出器20とを相対的に移動させるための検出器走査機構21を有している。本実施形態において、検出器走査機構21は、1つの音響波検出素子を備えた音響波検出器20を紙面右方向に走査することにより、複数の位置で光音響波を検出可能としている。ここで、図3A、3B、3Cに示すそれぞれの位置における音響波検出素子を、e1,e2,e3とする。また、三角形で示した領域は、音響波検出素子に対応する所定の感度領域を示す。   The subject information acquisition apparatus according to the present embodiment includes an acoustic wave detector 20 including one acoustic wave detection element. Further, a detector scanning mechanism 21 for relatively moving the subject 30 and the acoustic wave detector 20 is provided. In the present embodiment, the detector scanning mechanism 21 is capable of detecting photoacoustic waves at a plurality of positions by scanning the acoustic wave detector 20 having one acoustic wave detection element in the right direction on the paper surface. Here, the acoustic wave detection elements at the respective positions shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C are denoted by e1, e2, and e3. A region indicated by a triangle indicates a predetermined sensitivity region corresponding to the acoustic wave detection element.

本発明において、複数の音響波検出素子とは、音響波検出素子が複数の位置で光音響波を検出可能であることを指す。すなわち、本実施形態のように、音響波検出器20を走査することにより、複数の位置で光音響波を検出可能とした音響波検出素子についても、複数の音響波検出素子とする。   In the present invention, the plurality of acoustic wave detection elements means that the acoustic wave detection elements can detect photoacoustic waves at a plurality of positions. That is, as in the present embodiment, an acoustic wave detection element that can detect photoacoustic waves at a plurality of positions by scanning the acoustic wave detector 20 is also a plurality of acoustic wave detection elements.

また、本実施形態に係る被検体情報取得装置は、照射光12を走査するために、光学系11を走査する光学走査機構13が設けられている。そして、本実施形態では、音響波検出器20と照射光12とが同期して走査されている。このように、音響波検出器20と照射光12とを同期して走査することによって、音響波検出素子に対応する所定の感度領域(三角形の領域)に照射光12が常に照射されるため、S/Nの高い検出信号を常に取得することが可能となる。   In addition, the subject information acquisition apparatus according to the present embodiment is provided with an optical scanning mechanism 13 that scans the optical system 11 in order to scan the irradiation light 12. In this embodiment, the acoustic wave detector 20 and the irradiation light 12 are scanned synchronously. In this way, by scanning the acoustic wave detector 20 and the irradiation light 12 in synchronization, the irradiation light 12 is always irradiated to a predetermined sensitivity region (triangular region) corresponding to the acoustic wave detection element. A detection signal with a high S / N can always be obtained.

本実施形態に係る被検体情報取得装置においても、第1の実施形態と同様に、音響波検出素子e1に対応する所定の感度領域に関心領域33が含まれていない。そのため、初期音圧取得モジュール42は、音響波検出素子e1が取得した関心領域33に対応する検出信号を用いずに、関心領域33における初期音圧を取得する。そして、光量値取得モジュール43は、初期音圧を取得する際に用いない検出信号に対応する関心領域33における光量値を用いずに、関心領域33における積算光量値を取得する。そして、光学特性値取得モジュール44は、この初期音圧と積算光量値とを用いて、式(7)で示される関心領域33における吸収係数を取得する。このように吸収係数を取得することにより、本実施形態においても、高精度に吸収係数を取得することができる。   Also in the subject information acquiring apparatus according to the present embodiment, the region of interest 33 is not included in the predetermined sensitivity region corresponding to the acoustic wave detection element e1 as in the first embodiment. Therefore, the initial sound pressure acquisition module 42 acquires the initial sound pressure in the region of interest 33 without using the detection signal corresponding to the region of interest 33 acquired by the acoustic wave detection element e1. Then, the light amount value acquisition module 43 acquires the integrated light amount value in the region of interest 33 without using the light amount value in the region of interest 33 corresponding to the detection signal not used when acquiring the initial sound pressure. Then, the optical characteristic value acquisition module 44 acquires the absorption coefficient in the region of interest 33 represented by Expression (7) using the initial sound pressure and the integrated light quantity value. By acquiring the absorption coefficient in this way, the absorption coefficient can be acquired with high accuracy also in the present embodiment.

(第3の実施形態)
第1の実施形態および第2の実施形態では、所定の感度領域に関心領域が含まれていない音響波検出素子について、その音響波検出素子が取得した関心領域に対応する検出信号、および、その検出信号に対応する関心領域におの値とは、全く同一の値も、吸収係数を取得する際に実質的に同一となるような値も含む概念である。
(Third embodiment)
In the first embodiment and the second embodiment, for an acoustic wave detection element in which the region of interest is not included in the predetermined sensitivity region, a detection signal corresponding to the region of interest acquired by the acoustic wave detection element, and the The value in the region of interest corresponding to the detection signal is a concept that includes completely the same value and a value that is substantially the same when acquiring the absorption coefficient.

以下に、本実施形態に係る被検体情報取得方法を、図1に示す被検体情報取得装置を用いて説明する。   Hereinafter, a subject information acquisition method according to the present embodiment will be described using the subject information acquisition apparatus shown in FIG.

本実施形態において、初期音圧取得モジュール42は、所定の感度領域に関心領域33が含まれない音響波検出素子e1が取得した、関心領域33に対応する検出信号に、第1の低減係数を掛ける。そして、初期音圧取得モジュール42は、第1の低減係数がかけられた検出信号も用いて、関心領域33における初期音圧を取得する。   In the present embodiment, the initial sound pressure acquisition module 42 applies the first reduction coefficient to the detection signal corresponding to the region of interest 33 acquired by the acoustic wave detection element e1 that does not include the region of interest 33 in the predetermined sensitivity region. Multiply. The initial sound pressure acquisition module 42 acquires the initial sound pressure in the region of interest 33 using the detection signal multiplied by the first reduction coefficient.

このように、所定の感度領域に関心領域が含まれない音響波検出素子について、この音響波検出素子が取得した関心領域に対応する検出信号に、第1の低減係数を掛けることにより、S/Nが低い検出信号を低減して、初期音圧を取得することができる。そのため、ノイズによる誤差の少ない初期音圧を取得することができる。   As described above, for an acoustic wave detection element that does not include the region of interest in the predetermined sensitivity region, the detection signal corresponding to the region of interest acquired by the acoustic wave detection element is multiplied by the first reduction coefficient to obtain S / The initial sound pressure can be acquired by reducing the detection signal having a low N. Therefore, it is possible to acquire an initial sound pressure with little error due to noise.

次に、光量値取得モジュール43は、第1の低減係数をかけられた検出信号に対応する関心領域33における光量値に、第2の低減係数を掛ける。そして、光量値取得モジュール43は、第2の低減係数がかけられた光量値も用いて、関心領域33における積算光量値を取得する。   Next, the light quantity value acquisition module 43 multiplies the light quantity value in the region of interest 33 corresponding to the detection signal multiplied by the first reduction coefficient by the second reduction coefficient. And the light quantity value acquisition module 43 acquires the integrated light quantity value in the region of interest 33 using the light quantity value multiplied by the second reduction coefficient.

そして、光学特性値取得モジュール44は、初期音圧取得モジュール42が取得した初期音圧と、光量値取得モジュール43が取得した積算光量値とを用いて、関心領域33における吸収係数を取得する。   Then, the optical characteristic value acquisition module 44 acquires an absorption coefficient in the region of interest 33 using the initial sound pressure acquired by the initial sound pressure acquisition module 42 and the integrated light amount value acquired by the light amount value acquisition module 43.

このように、検出信号に第1の低減係数を掛けることに加え、この検出信号に対応する光量値にも第2の低減係数を掛けることにより、吸収係数を高精度に取得することができる。   In this way, in addition to multiplying the detection signal by the first reduction coefficient, the light absorption value can also be obtained with high accuracy by multiplying the light amount value corresponding to the detection signal by the second reduction coefficient.

なお、第1の低減係数および第2の低減係数は、1より小さい値である。また、関心領域によって別の低減係数を設定してもよい。また、第1の低減係数および第2の低減係数は同一の値であることが好ましい。ここで、同一の値とは、全く同一の値も、吸収係数を取得する際に実質的に同一となるような値も含む概念である。   The first reduction coefficient and the second reduction coefficient are values smaller than 1. Further, another reduction coefficient may be set depending on the region of interest. The first reduction coefficient and the second reduction coefficient are preferably the same value. Here, the same value is a concept that includes a completely same value and a value that is substantially the same when acquiring the absorption coefficient.

(第4の実施形態)
本発明は、図4A〜4Cに示される被検体情報取得装置や、図5A〜5Cに示される被検体情報取得装置にも適用可能である。図4A〜4Cに示す被検体情報取得装置は、検出器走査機構21が音響波検出器20を被検体30の周囲を回転走査することにより、複数の位置で光音響波を検出可能としている。また、被検体30と音響波検出器20との間の音響インピーダンスマッチングを図るために、被検体30は水槽81に満たされた水80に浸かっている。また、被検体30を走査する被検体走査機構34を有している。このような構成とすることで、保持板等で形状を規定出来ない部位でも測定可能となる。また、被検体に対して多くの方向に検出素子を設置可能となるため、情報量の多いデータの取得が可能となる。
(Fourth embodiment)
The present invention is also applicable to the subject information acquisition apparatus shown in FIGS. 4A to 4C and the subject information acquisition apparatus shown in FIGS. 5A to 5C. 4A to 4C, the detector scanning mechanism 21 rotates and scans the acoustic wave detector 20 around the subject 30 so that photoacoustic waves can be detected at a plurality of positions. Further, in order to achieve acoustic impedance matching between the subject 30 and the acoustic wave detector 20, the subject 30 is immersed in water 80 filled in a water tank 81. Further, a subject scanning mechanism 34 that scans the subject 30 is provided. By adopting such a configuration, it is possible to measure even at a site where the shape cannot be defined by a holding plate or the like. In addition, since the detection elements can be installed in many directions with respect to the subject, it is possible to acquire data with a large amount of information.

図4A〜4Cに示す被検体情報取得装置では、図4Aの状態から、被検体走査機構34が被検体を紙面下方向に走査することにより、図4Bの状態となる。そして、図4Bの状態から、検出器走査機構21が音響波検出器20を走査することにより、図4Cの状態となる。ここで、図4A、4B、4Cのそれぞれの状態における音響波検出素子を、e1,e2,e3とする。また、点線で示した三角形の領域は、音響波検出素子に対応する所定の感度領域を示す。   In the subject information acquisition apparatus shown in FIGS. 4A to 4C, the subject scanning mechanism 34 scans the subject in the downward direction on the paper from the state of FIG. Then, when the detector scanning mechanism 21 scans the acoustic wave detector 20 from the state of FIG. 4B, the state of FIG. 4C is obtained. Here, let the acoustic wave detection elements in the respective states of FIGS. 4A, 4B, and 4C be e1, e2, and e3. Moreover, the triangular area | region shown with the dotted line shows the predetermined | prescribed sensitivity area | region corresponding to an acoustic wave detection element.

また、図5A〜5Cで示された被検体情報取得装置は、音響波検出器20と光学系11とが1つのハウジング70に収めて設けられている。また、このハウジング70はハンドヘルド機構71を備え、作業者がハンドヘルド機構71を把持して、ハウジング70を走査することを可能にしている。このようにハウジング70を走査することによって、音響波検出素子が複数の位置で光音響波を検出可能としている。図5A〜5Cにおいては、作業者がハンドヘルド機構71を把持してハウジング70を紙面右方向に走査することにより、音響波検出素子が光音響波を検出している。ここで、図5A、5B、5Cのそれぞれの状態における音響波検出素子を、e1,e2,e3とする。また、点線で示した三角形の領域は、音響波検出素子に対応する所定の感度領域を示す。   5A to 5C is provided with the acoustic wave detector 20 and the optical system 11 housed in one housing 70. The housing 70 also includes a handheld mechanism 71 that allows the operator to grip the handheld mechanism 71 and scan the housing 70. By scanning the housing 70 in this manner, the acoustic wave detection element can detect photoacoustic waves at a plurality of positions. 5A to 5C, the operator grasps the handheld mechanism 71 and scans the housing 70 in the right direction on the paper surface, so that the acoustic wave detecting element detects the photoacoustic wave. Here, let the acoustic wave detection elements in the respective states of FIGS. 5A, 5B, and 5C be e1, e2, and e3. Moreover, the triangular area | region shown with the dotted line shows the predetermined | prescribed sensitivity area | region corresponding to an acoustic wave detection element.

ただし、本実施形態は、他の実施形態と異なり、音響波検出器20を機械的に走査するのではなく、ハンドヘルド機構71を作業者が把持してハウジング70を自由に走査している。そのため、光音響波32を検出した時の音響波検出器20と関心領域33との位置関係を把握することができない。しかし、音響波検出器20が取得した検出信号から関心領域に対応する検出信号を抽出するためには、音響波検出器20と関心領域33との位置関係を把握する必要がある。そこで、本実施形態においては、ハウジング70の位置、すなわちハウジング70に収められた音響波検出器20及び光学系11の位置を検出するための位置検出器72をハウジング70が備えていることが好ましい。   However, unlike the other embodiments, this embodiment does not mechanically scan the acoustic wave detector 20, but the operator grips the handheld mechanism 71 and freely scans the housing 70. Therefore, the positional relationship between the acoustic wave detector 20 and the region of interest 33 when the photoacoustic wave 32 is detected cannot be grasped. However, in order to extract the detection signal corresponding to the region of interest from the detection signal acquired by the acoustic wave detector 20, it is necessary to grasp the positional relationship between the acoustic wave detector 20 and the region of interest 33. Therefore, in the present embodiment, it is preferable that the housing 70 includes the position detector 72 for detecting the position of the housing 70, that is, the position of the acoustic wave detector 20 and the optical system 11 housed in the housing 70. .

図4A〜4Cおよび図5A〜5Cに示す被検体情報取得装置において、音響波検出素子e1に対応する所定の感度領域に関心領域33が含まれていない。そのため、信号処理装置40は、第1および第2の実施形態で説明した被検体情報取得方法や、第3の実施形態で説明した被検体情報取得方法を用いて、関心領域33の吸収係数を取得することができる。このように吸収係数を取得することにより、本実施形態においても、高精度に吸収係数を取得することができる。   4A to 4C and FIGS. 5A to 5C, the region of interest 33 is not included in the predetermined sensitivity region corresponding to the acoustic wave detection element e1. Therefore, the signal processing device 40 uses the subject information acquisition method described in the first and second embodiments and the subject information acquisition method described in the third embodiment to calculate the absorption coefficient of the region of interest 33. Can be acquired. By acquiring the absorption coefficient in this way, the absorption coefficient can be acquired with high accuracy also in the present embodiment.

以下、主要な構成について説明する。   The main configuration will be described below.

(光源10)
光源10は、5ナノ秒乃至50ナノ秒のパルス光を発生可能な光源を備えている。光源としては大きな出力が得られるレーザーが好ましいが、レーザーのかわりに発光ダイオードなどを用いることも可能である。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用することができる。理想的には、出力が強く連続的に波長を変えられる、Nd:YAG励起のTi:Saレーザーや、アレキサンドライトレーザーがよい。異なる波長の単波長レーザーを複数で保有していてもよい。
(Light source 10)
The light source 10 includes a light source capable of generating pulsed light of 5 to 50 nanoseconds. Although a laser capable of obtaining a large output is preferable as the light source, a light emitting diode or the like can be used instead of the laser. As the laser, various lasers such as a solid laser, a gas laser, a dye laser, and a semiconductor laser can be used. Ideally, an Nd: YAG-excited Ti: Sa laser or an alexandrite laser that has a strong output and can continuously change the wavelength is preferable. A plurality of single wavelength lasers having different wavelengths may be held.

(光学系11)
光源10から出射されたパルス光は、典型的にはレンズやミラーなどの光学部品により、所望の光分布形状に加工されながら被検体に導かれるが、光ファイバなどの光導波路などを用いて伝搬させることも可能である。光学系11は、例えば、光を反射するミラーや、光を集光したり拡大したり形状を変化させるレンズ、光を拡散させる拡散板などである。このような光学部品は、光源から発せられたパルス光が被検体に所望の形状で照射されれば、どのようなものを用いてもかまわない。なお、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被検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。なお、照射光を走査するために、光学系11に光学走査機構を設けてもよい。
(Optical system 11)
The pulsed light emitted from the light source 10 is typically guided to the subject while being processed into a desired light distribution shape by an optical component such as a lens or a mirror, but propagates using an optical waveguide such as an optical fiber. It is also possible to make it. The optical system 11 is, for example, a mirror that reflects light, a lens that collects or enlarges light, or changes its shape, or a diffusion plate that diffuses light. As such an optical component, any optical component may be used as long as pulse light emitted from a light source is irradiated in a desired shape on the subject. Note that it is preferable to spread light over a certain area rather than condensing with a lens from the viewpoint of extending the safety to the subject and the diagnostic area. Note that an optical scanning mechanism may be provided in the optical system 11 in order to scan the irradiation light.

(音響波検出器20)
光により被検体表面及び被検体内部で発生する光音響波を検出する検出器である音響波検出器20は、音響波を検知し、アナログ信号である電気信号に変換するものである。以後、単に探触子あるいはトランスデューサということもある。圧電現象を用いたトランスデューサ、光の共振を用いたトランスデューサ、容量の変化を用いたトランスデューサなど音響波信号を検知できるものであれば、どのような音響波検出器を用いてもよい。
(Acoustic wave detector 20)
The acoustic wave detector 20, which is a detector that detects photoacoustic waves generated on the subject surface and inside the subject by light, detects the acoustic waves and converts them into electrical signals that are analog signals. Hereinafter, it may be simply referred to as a probe or a transducer. Any acoustic wave detector may be used as long as it can detect an acoustic wave signal, such as a transducer using a piezoelectric phenomenon, a transducer using optical resonance, or a transducer using a change in capacitance.

また、音響波検出器20は、複数の音響波検出素子を備えている。この複数の音響波検出素子を1次元、または2次元に並べてアレイ状に配置することにより、複数の位置で光音響波を検出可能としている。このよう多次元配列素子を用いることで、同時に複数の位置で音響波を検出することができ、検出時間を短縮できると共に、被検体の振動などの影響を低減できる。   The acoustic wave detector 20 includes a plurality of acoustic wave detection elements. By arranging the plurality of acoustic wave detection elements in a one-dimensional or two-dimensional array in an array, photoacoustic waves can be detected at a plurality of positions. By using such a multidimensional array element, acoustic waves can be detected at a plurality of positions simultaneously, so that the detection time can be shortened and the influence of vibration of the subject can be reduced.

なお、複数の位置で光音響波を検出可能とするために、音響波検出器20が検出器走査機構21によって機械的に走査可能に構成されていてもよい。また、作業者が把持して音響波検出器20を自由に走査できるハンドヘルド機構を備えることもできる。   Note that the acoustic wave detector 20 may be configured to be mechanically scanable by the detector scanning mechanism 21 in order to enable detection of photoacoustic waves at a plurality of positions. In addition, a handheld mechanism that can be gripped by an operator and freely scanned by the acoustic wave detector 20 can be provided.

(信号収集器47)
音響波検出器20より得られた電気信号を増幅し、その電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する信号収集器47を有することが好ましい。信号収集器47は、典型的には増幅器、A/D変換器、FPGA(Field Programmable Gate Array)チップなどで構成される。音響波検出器から得られる検出信号が複数の場合は、同時に複数の信号を処理できることが望ましい。それにより、画像を形成するまでの時間を短縮できる。なお、本明細書において「検出信号」とは、音響波検出器20から出力されるアナログ信号も、信号収集器47によりAD変換されたデジタル信号も含む概念である。
(Signal collector 47)
It is preferable to have a signal collector 47 that amplifies the electrical signal obtained from the acoustic wave detector 20 and converts the electrical signal from an analog signal to a digital signal. The signal collector 47 is typically composed of an amplifier, an A / D converter, an FPGA (Field Programmable Gate Array) chip, and the like. When there are a plurality of detection signals obtained from the acoustic wave detector, it is desirable that a plurality of signals can be processed simultaneously. Thereby, the time until the image is formed can be shortened. In the present specification, the “detection signal” is a concept including an analog signal output from the acoustic wave detector 20 and a digital signal AD-converted by the signal collector 47.

(信号処理装置40)
信号処理装置40は、画像再構成などを行うことにより被検体内部の光学特性値を取得する。信号処理装置40には、典型的にはワークステーションなどが用いられ、画像再構成処理などがあらかじめプログラミングされたソフトウェアにより行われる。例えば、ワークステーションで使われるソフトウェアとしては、設定モジュール41、初期音圧取得モジュール42、光量値取得モジュール43、光学特性値取得モジュール44などがある。
(Signal processing device 40)
The signal processing device 40 acquires an optical characteristic value inside the subject by performing image reconstruction or the like. As the signal processing device 40, a workstation or the like is typically used, and image reconstruction processing or the like is performed by software programmed in advance. For example, software used in the workstation includes a setting module 41, an initial sound pressure acquisition module 42, a light amount acquisition module 43, an optical characteristic value acquisition module 44, and the like.

なお、それぞれのモジュールを、別々のハードウェアとして設けてもよい。この場合、それぞれのハードウェアを総じて信号処理装置40としてもよい。   Each module may be provided as separate hardware. In this case, the respective hardware may be collectively used as the signal processing device 40.

また、場合によっては、信号収集器47、信号処理装置40は一体化される場合もある。この場合、ワークステーションで行うようなソフトウェア処理ではなく、ハードウェア処理により被検体の光学特性値を生成することもできる。   In some cases, the signal collector 47 and the signal processing device 40 may be integrated. In this case, the optical characteristic value of the subject can be generated not by software processing as performed at the workstation but by hardware processing.

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, in order to make the scope of the present invention public, the following claims are attached.

20 音響波検出器
30 被検体
40 信号処理装置
41 設定モジュール
42 初期音圧取得モジュール
43 光量値取得モジュール
44 光学特性値取得モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Acoustic wave detector 30 Subject 40 Signal processing apparatus 41 Setting module 42 Initial sound pressure acquisition module 43 Light quantity value acquisition module 44 Optical characteristic value acquisition module

本発明に係る処理装置は、光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を検出して得られた複数の検出信号に基づいて関心領域における光学特性値を取得する処理装置であって、前記複数の検出信号を第1の重み係数に基づいて補正することにより補正信号を取得し、前記複数の検出信号に対応する前記関心領域における光量値を第2の重み係数に基づいて補正することにより、前記複数の検出信号に対応する前記関心領域における補正光量値を取得し、前記補正信号と前記補正光量値とに基づいて前記光学特性値を取得する。A processing apparatus according to the present invention is a processing apparatus that acquires optical characteristic values in a region of interest based on a plurality of detection signals obtained by detecting photoacoustic waves generated by irradiating a subject with light. A correction signal is acquired by correcting the plurality of detection signals based on a first weighting factor, and a light amount value in the region of interest corresponding to the plurality of detection signals is corrected based on a second weighting factor. Thus, a corrected light amount value in the region of interest corresponding to the plurality of detection signals is acquired, and the optical characteristic value is acquired based on the correction signal and the corrected light amount value.

Claims (19)

光源と、
前記光源からの光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を検出して複数の検出信号を出力する音響波検出器と、
前記複数の検出信号に基づいて関心領域における光学特性値を取得する信号処理手段と、を有し、
前記信号処理手段は、
前記複数の検出信号の一部の検出信号を選択し、
前記一部の検出信号と、前記一部の検出信号に対応する前記関心領域における光量値と、を用いて前記関心領域における前記光学特性値を取得する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
A light source;
An acoustic wave detector that detects a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with light from the light source and outputs a plurality of detection signals;
Signal processing means for obtaining an optical characteristic value in a region of interest based on the plurality of detection signals,
The signal processing means includes
Selecting a detection signal that is part of the plurality of detection signals;
The subject information acquisition apparatus, wherein the optical characteristic value in the region of interest is acquired using the partial detection signal and a light amount value in the region of interest corresponding to the partial detection signal.
前記音響波検出器は、光音響波を互いに異なる複数の位置で検出して前記複数の検出信号を出力する
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。
The object information acquiring apparatus according to claim 1, wherein the acoustic wave detector detects photoacoustic waves at a plurality of different positions and outputs the plurality of detection signals.
前記光源は、光を異なる複数のタイミングで出射し、
前記音響波検出器は、前記複数のタイミングの光照射によりそれぞれ発生した光音響波を検出して前記複数の検出信号を出力する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の被検体情報取得装置。
The light source emits light at a plurality of different timings,
The object information acquisition according to claim 1, wherein the acoustic wave detector detects a photoacoustic wave generated by the light irradiation at the plurality of timings and outputs the plurality of detection signals. apparatus.
前記音響波検出器を前記被検体に対して相対的に移動させる検出器走査機構を更に有し、
前記検出器走査機構は、前記複数のタイミングで前記音響波検出器の位置がそれぞれ異なるように前記音響波検出器を移動させる
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。
A detector scanning mechanism for moving the acoustic wave detector relative to the subject;
The object information acquiring apparatus according to claim 3, wherein the detector scanning mechanism moves the acoustic wave detector so that positions of the acoustic wave detector are different at the plurality of timings.
前記光源からの光を前記被検体に導く光学系と、
前記光学系を前記被検体に対して相対的に移動させる光学系走査機構と、を更に有し、前記光学系走査機構は、前記複数のタイミングで前記光学系の位置がそれぞれ異なるように前記光学系を移動させることを特徴とする請求項3または4に記載の被検体情報取得装置。
An optical system for guiding light from the light source to the subject;
An optical system scanning mechanism that moves the optical system relative to the subject, and the optical system scanning mechanism is configured so that the positions of the optical systems are different at the plurality of timings. 5. The subject information acquiring apparatus according to claim 3, wherein the system is moved.
前記音響波検出器は複数の音響波検出素子を備える
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
The object information acquiring apparatus according to claim 1, wherein the acoustic wave detector includes a plurality of acoustic wave detection elements.
前記信号処理手段は、
前記一部の検出信号に対応する前記関心領域における光量値を積算して前記関心領域における積算光量値を取得し、
前記一部の検出信号と、前記関心領域における積算光量値とを用いて、前記関心領域における前記光学特性値を取得する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
The signal processing means includes
Integrating the light amount values in the region of interest corresponding to the part of the detection signals to obtain the integrated light amount value in the region of interest;
7. The object according to claim 1, wherein the optical characteristic value in the region of interest is acquired using the partial detection signal and an integrated light amount value in the region of interest. Sample information acquisition device.
前記信号処理手段は、
前記一部の検出信号を用いて前記関心領域における初期音圧を取得し、
前記関心領域における前記初期音圧および前記積算光量値を用いて前記関心領域における前記光学特性値を取得する
ことを特徴とする請求項7に記載の被検体情報取得装置。
The signal processing means includes
Using the partial detection signal to obtain an initial sound pressure in the region of interest;
The object information acquiring apparatus according to claim 7, wherein the optical characteristic value in the region of interest is acquired using the initial sound pressure and the integrated light amount value in the region of interest.
前記信号取得手段は、前記音響波検出器の感度分布に基づいて前記複数の検出信号から前記一部の検出信号を選択する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
9. The signal acquisition unit according to claim 1, wherein the signal acquisition unit selects the part of the detection signals from the plurality of detection signals based on a sensitivity distribution of the acoustic wave detector. Subject information acquisition apparatus.
前記信号取得手段は、
前記複数のタイミングのそれぞれにおいて、前記関心領域における前記音響波検出器の感度が所定の値以上のときに前記音響波検出器が検出した検出信号を選択し、選択された検出信号を前記一部の検出信号とすることを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
The signal acquisition means includes
At each of the plurality of timings, a detection signal detected by the acoustic wave detector when the sensitivity of the acoustic wave detector in the region of interest is equal to or higher than a predetermined value is selected, and the selected detection signal is The object information acquiring apparatus according to claim 3, wherein the object information acquiring apparatus is a detection signal.
前記信号取得手段は、
前記複数の音響波検出素子のそれぞれにおいて、前記関心領域における前記音響波検出素子の感度が所定の値以上のときに前記音響波検出素子が検出した検出信号を選択し、選択された検出信号を前記一部の検出信号とする
ことを特徴とする請求項6に記載の被検体情報取得装置。
The signal acquisition means includes
In each of the plurality of acoustic wave detection elements, a detection signal detected by the acoustic wave detection element when the sensitivity of the acoustic wave detection element in the region of interest is a predetermined value or more is selected, and the selected detection signal is The object information acquisition apparatus according to claim 6, wherein the detection signals are the partial detection signals.
前記音響波検出器の感度は、前記音響波検出器の光音響波から検出信号への変換効率、及び前記関心領域から前記音響波検出器までの光音響波の減衰のうち少なくとも1つに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
The sensitivity of the acoustic wave detector is based on at least one of the conversion efficiency of the acoustic wave detector from a photoacoustic wave to a detection signal and the attenuation of the photoacoustic wave from the region of interest to the acoustic wave detector. The object information acquiring apparatus according to claim 9, wherein the object information acquiring apparatus is determined as follows.
前記信号処理手段は、前記関心領域における前記光学特性値として前記関心領域における吸収係数を取得する
ことを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
The object information acquiring apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the signal processing unit acquires an absorption coefficient in the region of interest as the optical characteristic value in the region of interest.
前記信号処理手段は、
前記一部の検出信号を重み係数に基づいて補正して補正信号を取得し、
前記一部の検出信号に対応する前記関心領域における光量値を前記重み係数に基づいて補正して、前記一部の検出信号に対応する前記関心領域における補正光量値を取得し、
前記補正信号と前記関心領域における前記補正光量値とを用いて前記関心領域における前記光学特性値を取得する
ことを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
The signal processing means includes
Correcting the part of the detection signals based on a weighting factor to obtain a correction signal;
Correcting the light amount value in the region of interest corresponding to the partial detection signal based on the weighting factor to obtain a corrected light amount value in the region of interest corresponding to the partial detection signal;
The object information acquisition apparatus according to claim 1, wherein the optical characteristic value in the region of interest is acquired using the correction signal and the correction light amount value in the region of interest. .
光を異なる複数のタイミングで出射する光源と、
前記複数のタイミングで光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を検出して複数の検出信号を出力する音響波検出器と、
前記複数の検出信号に基づいて関心領域における光学特性値を取得する信号処理手段と、を有し、
前記信号処理手段は、
前記複数の検出信号の少なくとも一部の検出信号を選択し、
前記少なくとも一部の検出信号と、前記少なくとも一部の検出信号に対応する前記関心領域における光量値と、を用いて前記関心領域における前記光学特性値を取得する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
A light source that emits light at a plurality of different timings;
An acoustic wave detector that detects a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with light at the plurality of timings and outputs a plurality of detection signals; and
Signal processing means for obtaining an optical characteristic value in a region of interest based on the plurality of detection signals,
The signal processing means includes
Selecting at least some detection signals of the plurality of detection signals;
Subject information acquisition characterized in that the optical characteristic value in the region of interest is acquired using the at least part of the detection signal and a light amount value in the region of interest corresponding to the at least part of the detection signal. apparatus.
前記音響波検出器を前記被検体に対して相対的に移動させる検出器走査機構を更に有し、
前記検出器走査機構は、前記複数のタイミングで前記音響波検出器の位置がそれぞれ異なるように前記音響波検出器を移動させる
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。
A detector scanning mechanism for moving the acoustic wave detector relative to the subject;
The object information acquiring apparatus according to claim 15, wherein the detector scanning mechanism moves the acoustic wave detector so that the positions of the acoustic wave detectors are different at the plurality of timings.
前記光源からの光を前記被検体に導く光学系と、
前記光学系を前記被検体に対して相対的に移動させる光学系走査機構と、を更に有し、前記光学系走査機構は、前記複数のタイミングで前記光学系の位置がそれぞれ異なるように前記光学系を移動させることを特徴とする請求項15または16に記載の被検体情報取得装置。
An optical system for guiding light from the light source to the subject;
An optical system scanning mechanism that moves the optical system relative to the subject, and the optical system scanning mechanism is configured so that the positions of the optical systems are different at the plurality of timings. The subject information acquiring apparatus according to claim 15 or 16, wherein the system is moved.
光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を検出して得られた複数の検出信号に基づいて関心領域における光学特性値を取得する信号処理方法であって、
前記複数の検出信号の一部の検出信号を選択する工程と、
前記一部の検出信号と、前記一部の検出信号に対応する前記関心領域における光量値と、を用いて前記関心領域における前記光学特性値を取得する工程と、を有する
ことを特徴とする信号処理方法。
A signal processing method for obtaining optical characteristic values in a region of interest based on a plurality of detection signals obtained by detecting photoacoustic waves generated by irradiating a subject with light,
Selecting a detection signal of a part of the plurality of detection signals;
Obtaining the optical characteristic value in the region of interest using the partial detection signal and a light amount value in the region of interest corresponding to the partial detection signal. Processing method.
請求項18に記載の信号処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。   A program causing a computer to execute the signal processing method according to claim 18.
JP2017011561A 2017-01-25 2017-01-25 Processing unit Expired - Fee Related JP6537540B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017011561A JP6537540B2 (en) 2017-01-25 2017-01-25 Processing unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017011561A JP6537540B2 (en) 2017-01-25 2017-01-25 Processing unit

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016005597A Division JP6084313B2 (en) 2016-01-14 2016-01-14 Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017094169A true JP2017094169A (en) 2017-06-01
JP6537540B2 JP6537540B2 (en) 2019-07-03

Family

ID=58804619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017011561A Expired - Fee Related JP6537540B2 (en) 2017-01-25 2017-01-25 Processing unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6537540B2 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006051355A (en) * 2004-08-10 2006-02-23 General Electric Co <Ge> Method and apparatus for ultrasonic spatial compound imaging using adjustable opening control
US20100094134A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-15 The University Of Connecticut Method and apparatus for medical imaging using near-infrared optical tomography combined with photoacoustic and ultrasound guidance
JP2010088873A (en) * 2008-09-12 2010-04-22 Canon Inc Biological information imaging apparatus
JP2010088627A (en) * 2008-10-07 2010-04-22 Canon Inc Apparatus and method for processing biological information
WO2011052061A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 キヤノン株式会社 Photo-acoustic device
JP2011120765A (en) * 2009-12-11 2011-06-23 Canon Inc Image generating apparatus, image generating method, and program
JP2011194013A (en) * 2010-03-19 2011-10-06 Canon Inc Measuring apparatus
US20110282181A1 (en) * 2009-11-12 2011-11-17 Ge Wang Extended interior methods and systems for spectral, optical, and photoacoustic imaging
JP2011245277A (en) * 2010-04-27 2011-12-08 Canon Inc Display data obtaining apparatus and display data obtaining method
WO2013108375A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 キヤノン株式会社 Subject information acquisition device and subject information acquisition method
JP2016005597A (en) * 2010-05-27 2016-01-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Magnetic resonance examination with instrument detection

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006051355A (en) * 2004-08-10 2006-02-23 General Electric Co <Ge> Method and apparatus for ultrasonic spatial compound imaging using adjustable opening control
JP2010088873A (en) * 2008-09-12 2010-04-22 Canon Inc Biological information imaging apparatus
JP2010088627A (en) * 2008-10-07 2010-04-22 Canon Inc Apparatus and method for processing biological information
US20100094134A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-15 The University Of Connecticut Method and apparatus for medical imaging using near-infrared optical tomography combined with photoacoustic and ultrasound guidance
WO2011052061A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 キヤノン株式会社 Photo-acoustic device
US20110282181A1 (en) * 2009-11-12 2011-11-17 Ge Wang Extended interior methods and systems for spectral, optical, and photoacoustic imaging
JP2011120765A (en) * 2009-12-11 2011-06-23 Canon Inc Image generating apparatus, image generating method, and program
JP2011194013A (en) * 2010-03-19 2011-10-06 Canon Inc Measuring apparatus
JP2011245277A (en) * 2010-04-27 2011-12-08 Canon Inc Display data obtaining apparatus and display data obtaining method
JP2016005597A (en) * 2010-05-27 2016-01-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Magnetic resonance examination with instrument detection
WO2013108375A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 キヤノン株式会社 Subject information acquisition device and subject information acquisition method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6537540B2 (en) 2019-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11357407B2 (en) Photoacoustic apparatus
JP6532351B2 (en) Object information acquisition apparatus and processing method
JP5783779B2 (en) Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method
JP5675142B2 (en) Subject information acquisition apparatus, subject information acquisition method, and program for executing subject information acquisition method
JP5871958B2 (en) Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method
JP5850633B2 (en) Subject information acquisition device
JP5777358B2 (en) Subject information acquisition apparatus and signal processing method
US9995717B2 (en) Object information acquiring apparatus and object information acquiring method
JP2014097434A (en) Analyte information acquiring apparatus
JP2010088627A5 (en)
JP6000728B2 (en) Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method
JP6168802B2 (en) Processing apparatus, processing method, and program
JP2013215236A (en) Subject information obtaining apparatus and subject information obtaining method
JP5885437B2 (en) Photoacoustic apparatus and processing method
JP5645637B2 (en) Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method
JP6049780B2 (en) Photoacoustic device
CN104856728B (en) Photo-acoustic device
JP6300977B2 (en) Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method
JP6084313B2 (en) Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method
JP6537540B2 (en) Processing unit
JP2017131482A (en) Subject information acquiring apparatus and signal processing method
JP6016881B2 (en) Photoacoustic imaging apparatus, photoacoustic imaging method, and program for executing photoacoustic imaging method
JP6109359B2 (en) Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method
JP2017086173A (en) Subject information acquisition device and control method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170222

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180313

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180511

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20181030

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190129

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20190212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190604

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6537540

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees