CN105916446A - 光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使产生在入射有测定光的受检体的表面部分产生的光声波引起的伪影，也提高光声图像的易观察性的光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法。光声测量装置中，具备：探头，其具有对受检体射出测定光的光射出部及与光射出部并设并检测通过测定光的射出而在受检体内产生的光声波的声波检测部；图像生成部，根据通过声波检测部检测出的光声波生成光声图像；及显示处理部，对光声图像实施显示处理，所述显示处理使光声图像中的相当于受检体表面的位置至与测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔相应的可观察深度为止的观察区域明确化。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据在受检体内产生的光声信号生成光声图像的光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法。
背景技术
近年来，利用光声效果的非侵入式测量法受到关注。该测量法对受检体照射具有规定波长(例如，可见光、近红外光或中间红外光的波长频带)的脉冲光，检测受检体内的吸收物质吸收该脉冲光能量的结果而产生的弹性波即超声波(光声波)，定量地测量该吸收物质的浓度。受检体内的吸收物质例如为血液中包含的葡萄糖或血红蛋白等。并且，检测这种光声波并根据该检测信号生成光声图像的技术被称作光声成像(PAI：Photoacoustic Imaging)或者光声层析成像(PAT：Photo AcousticTomography)。
在以往的这种光声成像中，提出有用于帮助阅览者理解图像的各种显示控制方法或者图像处理方法。
例如，专利文献1中公开有在各点判定画质，并显示可以分别识别不同画质区域的边界线的显示控制方法。
并且，专利文献2中公开有观察较深的部位时去除表面附近的图像信息的光声图像化方法。
并且，专利文献3中公开有合成超声波图像与光声图像来显示，并显示用于识别光声图像的区域线的图像显示方法。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2013-005871号公报
专利文献2：日本专利公开2013-188461号公报
专利文献3：日本专利公开2012-239784号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
但是，本申请发明人等发现使用并设有光射出部与声波检测部的探头时，在入射有测定光的受检体的表面部分产生的光声波在受检体表面传递而与其他信号一同被声波检测部检测，从而成为伪影(虚像)的产生原因。这种伪影的存在有时会成为观察来自测量对象的光声信号时的障碍。但是，在受检体表面上传递的如上述的光声波是必然会产生的，很难以完全不产生伪影的方式进行光声测量。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在光声测量中，即使产生在入射有测定光的受检体的表面部分产生的光声波引起的伪影，也能够提高光声图像的易观察性的光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题，本发明的光声测量装置具备：
探头，其具有对受检体射出测定光的光射出部及与该光射出部并设并检测通过测定光的射出而在受检体内产生的光声波的声波检测部；
图像生成部，根据通过声波检测部检测出的光声波生成光声图像；及
显示处理部，对光声图像实施显示处理，所述显示处理使光声图像中的相当于受检体表面的位置至与测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔相应的可观察深度为止的观察区域明确化。
本发明中，“抵接平面”表示通过探头的前端(即，与受检体接触的探头表面与声波检测部的中心轴之间的交点)并与声波检测部的检测面平行的平面。并且，“到达区域”表示抵接平面与测定光交叉的区域。
并且，本发明的光声测量装置中，优选显示处理部根据算式或对应表，计算所述可观察深度，其中所述算式是用于根据所述间隔计算所述可观察深度的算式，在所述对应表中，将所述间隔与所述可观察深度对应起来。并且，本发明的光声测量装置中，优选探头具有存储部，其对具有显示处理部的装置主体装卸自如，并存储有用于确定可观察深度的信息，显示处理部根据向装置主体安装探头时从存储部获取的上述信息，计算可观察深度。
或者，本发明的光声测量装置中，优选探头具有存储部，其对具有显示处理部的装置主体装卸自如，并存储有与该探头固有的上述间隔相应的可观察深度的值，显示处理部使用向装置主体安装探头时从存储部获取的可观察深度的值，实施显示处理。
并且，本发明的光声测量装置中，优选显示处理部根据受检体在测量部位中的音速、测定光的强度及脉冲宽度以及声波检测部的检测面上有无声学部件中的至少1个，对可观察深度进行校正。
并且，本发明的光声测量装置中，优选显示处理为以线显示可观察深度的处理或强调显示观察区域的处理。
或者，本发明的光声测量装置中，优选显示处理为不显示光声图像中作为比可观察深度更深的区域的伪影区域的处理。此时，优选显示处理部使设为不显示的伪影区域中与观察区域相邻的一部分区域能够根据该装置的操作者的指定而显示。
本发明的信号处理装置具备：
安装部，探头对该安装部装卸自如，探头具有对受检体射出测定光的光射出部及与该光射出部并设并检测通过测定光的射出而在受检体内产生的光声波的声波检测部；
图像生成部，根据通过声波检测部检测出的光声波生成光声图像；及
显示处理部，对光声图像实施显示处理，所述显示处理使光声图像中相当于受检体表面的位置至与测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔相应的可观察深度为止的观察区域明确化。
并且，本发明的信号处理装置中，优选显示处理部根据算式或对应表，计算所述可观察深度，其中所述算式是用于根据所述间隔计算所述可观察深度的算式，在所述对应表中，将所述间隔与所述可观察深度对应起来。
并且，本发明的信号处理装置中，优选显示处理部在向该信号处理装置安装该探头时获取预先存储于探头的用于确定所述可观察深度的信息，并根据该信息计算可观察深度，所述探头对该信号处理装置装卸自如。
或者，本发明的信号处理装置中，优选显示处理部在向该信号处理装置安装该探头时获取预先存储于探头的可观察深度的值，并使用该值实施显示处理，所述探头对该信号处理装置装卸自如。
并且，本发明的信号处理装置中，优选显示处理部根据受检体在测量部位中的音速、测定光的强度及脉冲宽度以及声波检测部的检测面上有无声学部件中的至少1个，对可观察深度进行校正。
并且，本发明的信号处理装置中，优选显示处理为以线显示可观察深度的处理、强调显示观察区域的处理。
或者，本发明的信号处理装置中，优选显示处理为不显示光声图像中作为比可观察深度更深区域的伪影区域的处理。此时，优选显示处理部使设为不显示的伪影区域中与观察区域相邻的一部分区域能够根据该装置的操作者的指定而显示。
本发明的信号处理方法，其中，
根据通过探头检测出的光声波生成光声图像，探头具有对受检体射出测定光的光射出部及与该光射出部并设并检测通过测定光的射出而在受检体内产生的光声波的声波检测部，及
对光声图像实施显示处理，显示处理使光声图像中相当于受检体表面的位置至与测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔相应的可观察深度为止的观察区域明确化。
发明效果
本发明的光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法，根据测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔，求出光声图像中的观察区域与伪影区域的边界。上述间隔与光声图像中的上述边界的位置具有相关关系，因此若预先知道上述间隔，则能够确定光声图像中的观察区域的范围，并能够进行使观察区域明确化的显示处理。其结果，光声测量中，即使产生在入射有测定光的受检体的表面部分产生的光声波引起的伪影，也能够提高光声图像的易观察性。
附图说明
图1是表示第1实施方式的光声测量装置的结构的示意图。
图2是表示第1实施方式的探头的结构的示意图，A是从正面观察时的探头的剖视图，B是从侧面观察时的探头的剖视图。
图3是表示检测到从血管产生的光声波及在入射有测定光的受检体表面产生的光声波的状态的示意图。
图4的A～D是表示由于在受检体表面产生的光声波而产生伪影区域的光声图像的图。并且，E及F分别是表示生成图4的A及D的光声图像时的光射出部与振子阵列的位置关系的示意图。
图5是表示导光板-振子阵列之间的间隔及可观察深度的关系的曲线图。
图6是表示测定光的射出轴朝向外侧时的测定光的到达区域与声波检测部之间的间隔的导出例的示意图，A是表示在检测面未安装任何部件的情况的图，B是表示在检测面安装有声学部件的情况的图。
图7是表示第1实施方式中的光声测量工序的流程图。
图8是表示显示处理的其他例的图。
图9的A及B是表示显示处理的其他例的图。
图10是表示第2实施方式的光声测量装置的结构的示意图。
图11是表示第2实施方式中的光声测量工序的流程图。
图12是表示第3实施方式的光声测量装置的结构的示意图。
具体实施方式
以下，利用附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限于此。另外，为了便于观察，适当地使附图中的各构成要素的比例尺等与实际构成要素不同。
“第1实施方式”
首先，对第1实施方式的光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法进行说明。图1是表示本实施方式的光声测量装置的结构的示意图，图2的A及B是表示探头结构的示意图。图2的A是从正面观察时的探头的剖视图，B是表示从侧面观察时的探头的剖视图。
本实施方式的光声测量装置10例如具有根据光声信号生成光声图像的光声图像生成功能。具体而言，如图1所示，本实施方式的光声测量装置10具备探头(probe)11、超声波单元12、激光单元13、显示部14及输入部15。
＜探头＞
探头11朝向受检体照射超声波，或检测在受检体M内传递的声波U。即，探头11能够进行对受检体M的超声波照射(发送)及从受检体M反射回来的反射超声波(反射声波)的检测(接收)。而且，探头11还能够检测由于受检体M内的吸收体吸收激光束而在受检体M内产生的光声波。另外，本说明书中，“声波”是包含超声波及光声波的含义。其中，“超声波”表示通过探头发送的弹性波及其反射波，“光声波”表示通过基于测定光的照射的光声效果而在受检体M内产生的弹性波。并且，作为吸收体，例如可举出血管、金属部件等。探头11通过电缆40与超声波单元12连接。
本实施方式的探头11例如如图1以及图2的A及B所示，具备振子阵列20、捆绑有多个光纤线41a的光纤束41、以隔着振子阵列20的方式配置的2个光射出部42及包含这些的框体11a。
振子阵列20例如由排列成一维或二维的多个超声波振子(或者声波检测元件)构成。本实施方式中，振子阵列20或超声波振子分别相当于本发明的声波检测部。超声波振子为由例如压电陶瓷或聚偏氟乙烯(PVDF)的高分子薄膜构成的压电元件。超声波振子具有在接收到声波U时将该接收信号转换为电信号的功能，在超声波振子中产生的电信号输出至后述的接收电路21。探头11从扇区扫描对应、线性扫描对应、凸面扫描对应等中根据拍摄部位选择。
光纤束41将来自激光单元13的激光束引导至光射出部42。光纤束41并无特别限定，可以使用石英光纤等公知的光纤束。光纤束41在射出侧按每个光纤线41a分支而连接于光射出部42。
光射出部42为将通过光纤束41导光的激光束照射于受检体M的部分。如图1及图2的B所示，本实施方式中，2个光射出部42以隔着振子阵列20对置的方式配置于振子阵列20的标高方向(垂直于振子阵列的阵列方向且与检测面平行的方向)的两侧。作为光射出部42，例如能够使用导光板。导光板为例如对亚克力板或石英板的表面实施特殊的加工，从而使从一个端面进入的光从另一端面均匀地面发光的板。为了对振子阵列20两侧的受检体表面均匀地进行照明，优选振子阵列20的阵列方向的宽度与导光板的宽度为相同程度的长度。并且，可在导光板的入射端或者射出端设置扩散板。
＜激光单元＞
激光单元13例如具有基于发出激光束的Q开关的固体激光光源，输出激光束作为照射于受检体M的测定光L。激光单元13例如构成为接收来自超声波单元12的控制部34的触发信号来输出激光束。优选激光单元13输出具有1～100nsec的脉冲宽度的脉冲光作为激光束。例如，本实施方式中，激光单元13的光源为使用Q开关的翠绿宝石激光。
激光束的波长根据成为测量对象的受检体内的吸收体的光吸收特性而适当确定。例如，当测量对象为活体内的血红蛋白时(即，拍摄血管时)，通常优选其波长为属于近红外波长域的波长。近红外波长域表示约700～850nm的波长域。然而，激光束的波长当然不限于此。并且，激光束可以是单波长，也可包含多个波长(例如，750nm及800nm)。而且，激光束包含多个波长时，这些波长的光可同时照射于受检体M，也可交替切换的同时进行照射。激光单元13除了翠绿宝石激光之外，还能够设为同样可输出近红外波长域的激光束的YAG-SHG-OPO激光或Ti-Sapphire激光。
＜超声波单元＞
超声波单元12具有接收电路21、AD转换部22、接收存储器23、光声图像生成部24、显示处理部25、显示控制部30及控制部34。超声波单元12相当于本发明中的信号处理部。
控制部34控制光声测量装置10的各部，本实施方式中具备触发控制电路(省略图示)。触发控制电路例如在光声测量装置启动时向激光单元13发送光触发信号。由此，激光单元13中，闪光灯打开，开始激光棒的激发。并且，激光棒的激发状态得到维持，激光单元13成为能够输出脉冲激光束的状态。
并且，控制部34之后从触发控制电路向激光单元13发送Qsw触发信号。即，控制部34根据该Qsw触发信号控制来自激光单元13的脉冲激光束的输出时刻。并且，本实施方式中，控制部34在发送Qsw触发信号的同时向AD转换部22发送采样触发信号。采样触发信号成为AD转换部22中的光声信号的采样开始时刻的信号。如此，通过使用采样触发信号，能够与激光束的输出同步采样光声信号。
接收电路21接收通过探头11检测到的光声信号。通过接收电路21接收的光声信号发送至AD转换部22。
AD转换部22对接收电路21接收到的光声信号进行采样并转换为数字信号。AD转换部22例如根据从外部输入的规定频率的AD时钟信号，以规定的采样周期对所接收的光声信号进行采样。
接收存储器23存储通过AD转换部22采样的光声信号。并且，接收存储器23向光声图像生成部24输出通过探头11检测到的光声信号的数据。
光声图像生成部24例如以与超声波振子的位置相应的延迟时间相互叠加存储于接收存储器23的上述光声数据来重构1线量的数据，根据各线的光声数据生成断层图像(光声图像)数据。另外，该光声图像生成部24可代替延迟叠加算法，通过CBP法(Circular Back Projection)进行重构。光声图像生成部24向显示处理部25输出如上述那样生成的光声图像数据。
显示处理部25对光声图像实施使光声图像的上侧的观察区域(能够识别来自血管等测量对象的信号且成为主要观察对象的区域)明确化的显示处理。由此，即使在光声图像的下侧出现伪影区域，光声测量装置的操作者也易观察观察区域。
例如，图3是表示检测到从血管V产生的光声波及在入射有测定光的受检体表面产生的光声波的状态的示意图。对受检体M照射测定光L时，理想情况下欲仅检测来自血管V的光声波U1，但实际上还会检测到在入射有测定光L的受检体表面部分44产生的光声波U2。该光声波U2成为伪影(虚像)的原因。产生光声波U2至被检测出为止的时间依赖于光射出部42与振子阵列20(或各个超声波振子，以下相同)之间的间隔，更详细而言，依赖于测定光L在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔。即，光射出部42与振子阵列20之间的间隔越大，光声波U2在受检体中传递的距离越长，因此产生光声波U2至被检测出为止的时间变长。
并且，产生光声波U2至被检测出为止的时间，对光声图像中出现伪影区域的范围产生影响。图4的A～F是表示根据光射出部42(导光板)与振子阵列20之间的间隔W1来表示观察区域R1及伪影区域R2的大小变化的图。具体而言，图4的A～D是表示由于在受检体表面产生的光声波U2而引起伪影区域R2的光声图像P的图。并且，图4的E及F分别是表示生成图4的A及D的光声图像P时的光射出部42与振子阵列20的位置关系的示意图。从图4可知，光射出部42与振子阵列20之间的间隔W1越大，观察区域R1及伪影区域R2的边界B越下降。这是因为，光声图像P的上下方向相当于时间轴，光射出部42与振子阵列20之间的间隔W1越大，光声波U2的信号进入的时间越变慢。另外，本实施方式中，例如将两个区域的边界作为出现伪影的信道数相对于图像数据的信道总数的比例成为50％的深度线进行了说明，但该数值本身可适当变更。
因此，本发明中，将上述边界定义为可观察深度，将光声图像P的上端E至可观察深度为止的区域定义为观察区域，并且将比可观察区域更深的区域定义为伪影区域，在观察光声图像时，使重要度更高的观察区域明确化，由此可提高光声图像的易观察性。
使观察区域明确化的步骤例如如下。首先，显示处理部25获取光射出部42与振子阵列20之间的间隔W1的值，计算与该间隔W1的值相应的可观察深度(例如，光声图像上的长度或者相当于该长度的像素数)。之后，显示处理部25将在光声图像生成部24中生成的光声图像的上端至可观察深度为止作为观察区域来进行规定的显示处理。本实施方式中，实施以线显示可观察深度的显示处理(图4的A～D)。
获取上述间隔W1的值的方法可以是获取预先存储于光声测量装置10或探头11内部的上述间隔W1的值的方法，也可以是获取由装置的操作者利用输入部15输入的上述间隔W1的值的方法。并且，作为根据上述间隔W1的值计算可观察深度的方法，例如能够采用根据用于从上述间隔W1计算可观察深度的算式计算可观察深度的方法。另外，如本实施方式，当声波检测部由多个元件构成时，作为上述间隔W1，可使用代表性元件与光射出部42之间的间隔，也可使用各元件与光射出部42之间的间隔的平均值。本发明人等发现上述间隔W1及可观察深度具有规定的关联性。图5是表示如图4的E或F那样改变光射出部42与振子阵列20的位置时的光射出部42与振子阵列20之间的间隔W1及可观察深度的关系的曲线图。例如，此时，认为上述间隔W1及可观察深度具有大致线性的关系，因此只要具有以最小二乘法使图5的曲线图近似来获得的算式，则无论上述操作者输入哪种值，都能够应对。并且，作为根据上述间隔W1的值计算可观察深度的方法，还能够采用根据使上述间隔W1与可观察深度对应的对应表计算可观察深度的方法。
另外，图5中，间隔W1为零是指，如图4的E，光射出部42与振子阵列20接触的状态(换言之，两者的物理空间为零的状态)。但是，本发明中，“光射出部42与振子阵列20的间隔”的定义方法并不限于上述方法。例如，图4的A～F及图5中，可将光射出部42的光轴与振子阵列20的中心轴之间的距离作为“光射出部42与振子阵列20的间隔”并以上述步骤导出算式。对“光射出部42与振子阵列20的间隔”进行数值化时，关于以何处为基准，例如仅对图5的曲线图的切片带来影响，这是因为无论以何处为基准，最终都会导出与所采用的基准相应的算式。即，例如如图4的A～F及图5的情况下，作为“光射出部42与振子阵列20的间隔”，无论利用两者的物理空间的距离还是采用上述光轴与上述中心轴之间的距离，在计算可观察深度时均考虑到了“测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间间隔”。
并且，光射出部42的射出端的光轴相对于抵接平面倾斜时，能够如下定义“测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔”。例如，如图6的A，检测面上未安装有任何部件时，将检测面与振子阵列20的中心轴之间的交点作为P1，将以高斯分布使测定光L的到达区域中的能线图近似时的最大点作为P2。此时，上述点P1成为抵接平面所通过的探头的前端。并且，能够将该点P1及点P2的距离W2作为“到达区域与声波检测部之间的间隔”。并且，例如，如图6的B，检测面上安装有声透镜等声学部件19时，将声学部件19接触于受检体的表面与振子阵列20的中心轴之间的交点作为P3，将以高斯分布使测定光L在到达区域中的能线图近似时的最大点作为P4。此时，上述点P3成为抵接平面所通过的探头的前端。并且，能够将该点P3与点P4的距离W3作为“到达区域与声波检测部之间的间隔”。
而且，优选显示处理部25根据受检体M在测量部位中的音速、测定光的强度及脉冲宽度以及声波检测部的检测面上有无声学部件中的至少1个，对可观察深度进行校正。实际上可观察深度根据产生光声波U2至被检测为止的时间决定。然而，若受检体M在测量部位中的音速变慢，则即使光声波U2传递的距离恒定，检测出光声波U2的時刻也会变慢，因此光声图像上的实际可观察深度变得比仅考虑光射出部42与振子阵列20的间隔来求出的首要可观察深度更深。并且，若测定光L的强度变大或脉冲宽度变短，则背景的噪声不会受太大影响，但伪影信号变大而伪影信号相对占优势的区域增加，因此光声图像上的实际可观察深度变得比首要可观察深度更浅。并且，若检测面上有安装于声波检测部的检测面的声透镜等声学部件，则由于该声学部件的声阻抗，光声图像上的实际可观察深度会逐渐偏离首要可观察深度。作为校正可观察深度的方法，能够采用根据上述音速或脉冲宽度等各要素变更用于计算可观察深度的算式中的系数的方法、使用将上述各要素作为项目来包含的对应表计算可观察深度的方法。
显示控制部30根据通过显示处理部25实施规定显示处理的光声图像数据，将光声图像显示于显示装置等的显示部14。通过探头11具有二维排列的振子阵列或探头扫描获取到多个光声图像时，显示控制部30例如能够根据这些光声图像制作体数据，作为三维图像将合成图像显示于显示部14。
以下，利用图7对光声测量工序进行说明。图7是表示第1实施方式中的光声测量工序的流程图。首先，光声测量装置10的操作者确认规定为规格参数的探头11的“光射出部与振子阵列的间隔”的值，将该值预先输入于装置10。上述操作者手握探头11并将其前端接触于受检体。之后，测定光L从光射出部42射出，测定光L照射于受检体(步骤1)。通过探头11检测由于测定光的照射而产生的光声波，并根据该信号生成光声图像(步骤2)。另一方面，显示处理部25根据由上述操作者输入的上述间隔的值求出可观察深度，并对光声图像实施使观察区域明确化的显示处理(步骤3)。之后，已显示处理的光声图像发送至显示控制部30并显示于显示部14(步骤4)。并且，继续进行测量时，反复步骤1～4，若不继续进行测定，则结束(步骤5)。
如以上，本实施方式的光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法，根据测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔，计算光声图像中的观察区域与伪影区域的边界。上述间隔与光声图像中的上述边界的位置具有相关关系，因此若预先知道上述间隔，则能够确定光声图像中的观察区域的范围，并能够实施使观察区域明确化的显示处理。其结果，光声测量中，即使产生在入射有测定光的受检体的表面部分产生的光声波引起的伪影，也能够提高光声图像的易观察性。
＜设计变更＞
上述第1实施方式中，对以线显示可观察深度的显示处理进行了说明，但本发明并不限于此。例如，作为显示处理，能够采用通过改变各区域的色度、明度或彩度，与伪影区域相比，强调观察区域的方法。例如，图8中，以与观察区域R1不同的颜色和/或比观察区域R1更深的颜色显示伪影区域R2(例如，通过以红色为基调的颜色显示观察区域R1，通过灰阶显示伪影区域R2)，由此相对强调观察区域R1。
并且，如图9的A，例如作为显示处理，还能够采用从光声图像P删除图9的B所示的伪影区域R2(即，作为显示图像，不显示伪影区域R2)的方法。另外，此时，还要考虑操作者欲确认包含伪影区域在内的可观察深度附近的区域的情况，因此优选使设为不显示的伪影区域R2中与观察区域R1相邻的一部分区域能够根据该操作者的指定而显示。例如，可考虑如下方式，即若操作者将光标拖动至观察区域R1的下端，则使与拖动的量相应的、设为不显示的伪影区域R2显示。
并且，上述第1实施方式中，对根据光射出部与振子阵列的间隔计算可观察深度的情况进行了说明，但本发明并不限于此。例如，可以是如下方式，即，由操作者输入可观察深度的值本身，显示处理部25直接使用该值或对该值进行校正来使用。或者，由显示处理部25获取的信息只要是用于确定可观察深度的信息，则并无限制，例如可以是如图6所示的x(光射出部42的射出端上的光轴的位置至振子阵列的中心轴为止的距离)、y(光射出部42的射出端上的光轴的位置至抵接平面为止的距离)及θ(抵接平面与测定光的光轴所呈的角度)。若可获得x、y及θ，则可获得光射出部与振子阵列的间隔，由此可进一步获得可观察深度。
并且，上述第1实施方式中，对显示处理部始终进行显示处理的情况进行了说明，但本发明并不限于此。例如，可构成为操作者能够使用输入部15来选择显示处理部25的动作的打开及关闭(即，是否需要显示处理)。并且，已对图像实施显示处理时，可在显示部14显示表示已对图像实施显示处理的图标等显示，以使操作者知道该内容。
“第2实施方式”
接着，对第2实施方式的光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法进行说明。图10是表示本实施方式的光声测量装置的结构的示意图，图11是表示第2实施方式的光声测量工序的流程图。本实施方式与第1实施方式的不同点在于，构成为探头11对装置主体装卸自如，探头11中预先存储有光射出部与振子阵列的间隔。因此，只要没有特别需要，则省略对与第1实施方式相同构成要素的详细说明。
如图10所示，本实施方式的光声测量装置10具备探头11、超声波单元12、激光单元13、显示部14及输入部15。
探头11及作为装置主体的超声波单元12具有经由连接器45装卸自如的结构。探头11具有存储部43，存储部43中预先存储有该探头11固有的光射出部42与振子阵列20之间的间隔的值。
显示处理部25在探头11安装于超声波单元12时，读出存储于存储部43的上述间隔的值，并根据该值计算可观察深度。
以下，利用图11对光声测量工序进行说明。首先，光声测量装置10的操作者例如从多种探头中选择用于测量的探头11，将探头11安装于超声波单元12(步骤1)。此时，存储部43与显示处理部25连接，显示处理部25从该探头11中的存储部43读取上述间隔的值(步骤2)。并且，在操作者将该探头的前端接触于受检体之后，测定光L从光射出部42射出，测定光L照射于受检体(步骤3)。通过探头11检测由于测定光的照射而产生的光声波，并根据该信号生成光声图像(步骤4)。另一方面，显示处理部25根据所读取的上述间隔的值计算可观察深度，并对光声图像实施使观察区域明确化的显示处理(步骤5)。之后，已显示处理的光声图像发送至显示控制部30并显示于显示部14(步骤6)。并且，继续进行测量时，反复步骤3～6，若不继续进行测定，则结束(步骤7)。
如以上，本实施方式的光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法中，也根据测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔，计算光声图像中的观察区域与伪影区域的边界。因此，可获得与第1实施方式相同的效果。
而且，本实施方式中，探头本身存储有光射出部42与振子阵列20的间隔的值，该值与探头的安装联动而自动地被显示处理部25读取，因此能够省去操作者输入该值的操作。并且，根据用途分开使用多种探头时，能够省略按每个探头变更该值的操作。并且，能够实现与在第1实施方式中说明的内容相同的设计变更。而且，存储部43可预先存储有与探头固有的上述间隔相应的可观察深度的值。此时，显示处理部25可在探头11连接于超声波单元12时从存储部43读出可观察深度，并使用所读出的可观察深度的值实施显示处理。
“第3实施方式”
接着，对第3实施方式的光声测量装置以及用于该光声测量装置的信号处理装置及信号处理方法进行说明。图12是表示本实施方式的光声测量装置的结构的示意图。本实施方式与第2实施方式的不同点在于，除了光声图像之外，还生成超声波图像。因此，只要没有特别需要，则省略对与第2实施方式相同的构成要素的详细说明。
如图12所示，本实施方式的光声测量装置10具备探头11、超声波单元12、激光单元13、显示部14及输入部15。
＜超声波单元＞
本实施方式的超声波单元12除了图10所示的光声测量装置的结构之外，还具备超声波图像生成部29及发送控制电路33。
本实施方式中，探头11除了检测光声信号之外，还进行对受检体的超声波输出(发送)及相对于所发送的超声波的来自受检体的反射超声波(反射声波)的检测(接收)。作为进行超声波的收发的超声波振子，可使用本发明的振子阵列20，也可使用为了收发超声波而独立设置于探头11中的新的超声波振子。并且，可分离进行超声波的收发。例如，从不同于探头11的位置进行超声波发送，并通过探头11接收相对于该发送的超声波的反射超声波。
控制部34在生成超声波图像时向发送控制电路33发送命令超声波发送的内容的超声波发送触发信号。发送控制电路33若接收到该触发信号，则使探头11发送超声波。探头11在发送超声波之后，检测来自受检体的反射超声波。
探头11检测出的反射超声波经由接收电路21输入至AD转换部22。控制部34结合超声波发送的时刻，向AD转换部22发送采样触发信号，开始反射超声波的采样。AD转换部22将反射超声波的采样信号存储于接收存储器23。关于光声信号的采样与反射超声波的采样，可先进行任一个。
超声波图像生成部29根据通过探头11的振子阵列20检测出的反射超声波(其采样信号)，实施重构处理、检波处理及对数转换处理等信号处理来生成超声波图像的数据。对于图像数据的生成，能够与光声图像生成部24的图像数据的生成相同地使用延迟叠加算法等。超声波图像生成部29将如上述那样生成的超声波图像的数据输出至显示控制部30。
显示控制部30例如分别将光声图像与超声波图像显示于显示部14，或将它们的合成图像显示于显示部14。显示控制部30例如通过重叠光声图像与超声波图像来进行图像合成。
本实施方式中，光声测量装置除了光声图像之外，还生成超声波图像。因此，除了第2实施方式的效果之外，通过参考超声波图像，还能够观察在光声图像中无法图像化的部分。
＜设计变更＞
第3实施方式中，也能够进行与在第1实施方式中说明的内容相同的设计变更。而且，上述第3实施方式中，说明了对超声波图像不实施使观察区域明确化的显示处理的情况，但本发明并不限于此。可根据测定光在抵接平面上的到达区域与声波检测部之间的间隔及测定光的射出时刻，求出光声图像中的观察区域与伪影区域的边界，确定光声图像中的观察区域的范围，使与该观察区域相同的区域的超声波图像明确化。
符号说明
10-光声测量装置，11-探头，12-超声波单元，13-激光单元，14-显示部，15-输入部，19-声学部件，20-振子阵列，21-接收电路，22-转换部，23-接收存储器，24-光声图像生成部，25-显示处理部，29-超声波图像生成部，30-显示控制部，33-发送控制电路，34-控制部，40-电缆，41-光纤束，42-光射出部，43-存储部，45-连接器，L-测定光，M-受检体，P-光声图像，R1-观察区域，R2-伪影区域，U-声波。
Claims (19)
1.一种光声测量装置，其具备：
探头，其具有对受检体射出测定光的光射出部及与该光射出部并设并检测通过所述测定光的射出而在所述受检体内产生的光声波的声波检测部；
图像生成部，其根据通过所述声波检测部检测出的所述光声波，生成光声图像；及
显示处理部，其对所述光声图像实施显示处理，所述显示处理使所述光声图像中的从相当于受检体表面的位置至可观察深度为止的观察区域明确化，其中，所述可观察深度与所述测定光在抵接平面上的到达区域与所述声波检测部之间的间隔相应。
2.根据权利要求1所述的光声测量装置，其中，
所述显示处理部根据算式或对应表，计算所述可观察深度，其中所述算式是用于根据所述间隔计算所述可观察深度的算式，在所述对应表中，所述间隔与所述可观察深度相对应。
3.根据权利要求1或2所述的光声测量装置，其中，
所述探头具有存储部，其对具有所述显示处理部的装置主体装卸自如，并存储有用于确定所述可观察深度的信息，
所述显示处理部根据向所述装置主体安装所述探头时从所述存储部获取的所述信息，计算所述可观察深度。
4.根据权利要求1所述的光声测量装置，其中，
所述探头具有存储部，其对具有所述显示处理部的装置主体装卸自如，并存储有与该探头固有的所述间隔相应的所述可观察深度的值，
所述显示处理部使用向所述装置主体安装所述探头时从所述存储部获取的所述可观察深度的值，实施所述显示处理。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光声测量装置，其中，
所述显示处理部根据所述受检体的测量部位处的音速、所述测定光的强度及脉冲宽度以及所述声波检测部的检测面上有无声学部件中的至少一项，对所述可观察深度进行校正。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光声测量装置，其中，
所述显示处理为以线显示所述可观察深度的处理。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的光声测量装置，其中，
所述显示处理为强调显示所述观察区域的处理。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的光声测量装置，其中，
所述显示处理为不显示所述光声图像中作为比所述可观察深度更深的区域的伪影区域的处理。
9.根据权利要求8所述的光声测量装置，其中，
所述显示处理部能够根据该装置的操作者的指定而显示被设为不显示的所述伪影区域中与所述观察区域相邻的一部分区域。
10.一种信号处理装置，其具备：
安装部，探头对该安装部装卸自如，所述探头具有对受检体射出测定光的光射出部及与该光射出部并设并检测通过所述测定光的射出而在所述受检体内产生的光声波的声波检测部；
图像生成部，其根据通过所述声波检测部检测出的所述光声波，生成光声图像；及
显示处理部，其对所述光声图像实施显示处理，所述显示处理使所述光声图像中的从相当于受检体表面的位置至可观察深度为止的观察区域明确化，其中，所述可观察深度与所述测定光在抵接平面上的到达区域与所述声波检测部之间的间隔相应。
11.根据权利要求10所述的信号处理装置，其中，
所述显示处理部根据算式或对应表，计算所述可观察深度，其中所述算式是用于根据所述间隔计算所述可观察深度的算式，在所述对应表中，所述间隔与所述可观察深度相对应。
12.根据权利要求10或11所述的信号处理装置，其中，
所述显示处理部在向该信号处理装置安装该探头时获取预先存储于探头的用于确定所述可观察深度的信息，并根据该信息计算所述可观察深度，所述探头对该信号处理装置装卸自如。
13.根据权利要求10所述的信号处理装置，其中，
所述显示处理部在向该信号处理装置安装该探头时获取预先存储于探头的所述可观察深度的值，并使用该值实施所述显示处理，所述探头对该信号处理装置装卸自如。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的信号处理装置，其中，
所述显示处理部根据所述受检体的测量部位处的音速、所述测定光的强度及脉冲宽度以及所述声波检测部的检测面上有无声学部件中的至少一项，对所述可观察深度进行校正。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的信号处理装置，其中，
所述显示处理为以线显示所述可观察深度的处理。
16.根据权利要求10至14中任一项所述的信号处理装置，其中，
所述显示处理为强调显示所述观察区域的处理。
17.根据权利要求10至14中任一项所述的信号处理装置，其中，
所述显示处理为不显示所述光声图像中作为比所述可观察深度更深的区域的伪影区域的处理。
18.根据权利要求17所述的信号处理装置，其中，
所述显示处理部能够根据该装置的操作者的指定而显示设为不显示的所述伪影区域中与所述观察区域相邻的一部分区域。
19.一种信号处理方法，其中，
根据通过探头检测出的光声波，生成光声图像，所述探头具有对受检体射出测定光的光射出部及与该光射出部并设并检测通过所述测定光的射出而在所述受检体内产生的光声波的声波检测部，及
对所述光声图像实施显示处理，所述显示处理使所述光声图像中的从相当于受检体表面的位置至可观察深度为止的观察区域明确化，其中，所述可观察深度与所述测定光在抵接平面上的到达区域与所述声波检测部之间的间隔相应。
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