CN118019497A - 图像生成方法、图像生成程序以及图像生成装置 - Google Patents
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Abstract
一种图像生成方法,基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:基于信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;受理在临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;针对关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;基于关心区域图像来决定音速参数的适当的值;以及基于音速参数的适当的值来重构比关心区域广的区域的声音图像,其中,在重构临时的测定图像的工序中,使用于重构临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构关心区域图像的每单位面积的计算量。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像生成方法、图像生成程序以及图像生成装置。
背景技术
正在开发一种基于测定被检体的规定的被检部位所得到的声波的信号数据来重构图像的图像生成装置。
例如,在医疗领域积极地进行着向生物体等被检体照射来自光源(激光器等)的光并将该被检体的内部的信息可视化的图像生成装置的研究。作为这种基于光的可视化技术之一,有Photoacoustic Tomography(PAT:光声层析成像,有时也称为光超声波层析成像)。在使用光声层析成像的成像装置中,所照射的光在被检体内传播,在包围被检体的多个部位检测从吸收了扩散的光的能量的具有光吸收性的生物体组织产生的声波(典型的是超声波)。然后,对所获得的信号进行数学分析处理,将与被检体内部的光学特性值、特别是吸收系数分布相关联的信息可视化。近年来,积极地进行着使用该光声层析成像装置对小动物的血管像进行成像的非临床研究、用于将这一原理应用于乳腺癌等的图像诊断或形成外科区域的术前计划的临床研究。作为临床研究用光声层析成像装置,例如通过日本内阁府的革新性研究开发推进程序(ImPACT程序)研究开发出的非专利文献1的装置作为能够提供良好的图像质量的三维图像的装置而被知晓。
在这样的光声成像装置、以往在医疗领域中一直使用的超声波诊断装置(检测在生物体内反射了的声波并重构图像的装置)中,通常使用被检体的平均的音速(被检体内部的声波的传播速度)来重构图像。一般来说,声波的传播速度由经验值、文献值等来决定。然而,传播速度存在个体差异,另外,即使是同一被检体,传播速度也会根据被检体的体温等拍摄时的状况而变化。因此,存在以下问题:在图像重构时所使用的速度与实际的传播速度不同的情况下,不仅不能得到装置固有的分辨率,而且发生图像对比度也降低、形状的再现性降低等现象,图像质量大幅劣化。
这种问题的解决方法例如在专利文献1中有公开。在专利文献1公开的技术中,具备能够变更超声波传输速度的速度值变更单元以及按照该单元的速度值变更来对发送接收电路中的延迟时间进行修正的延迟时间修正单元,由此能够设定为最佳音速。
然而,在专利文献1公开的技术中,是一边拍摄超声波B模式图像一边按下作为速度值变更单元的按钮来搜索最佳值的方法。一般地,在把持探头来获取图像的超声波诊断装置中,作为问题可举出图像会受到超声波诊断技师的技能的影响。除此之外,若采用音速也依赖于摄像者的技能的结构,则图像质量的因技师而引起的差异进一步增加成为问题。
其它解决方法例如在专利文献2中有公开。在专利文献2公开的技术中,基于被定相的多个接收信号来估计设定音速与实际的介质音速之间的误差,基于该误差,针对被检体的多个测量区域进行用于估计介质音速的处理。针对通过该测量得到的多个介质音速估计值评价盖然性,将评价最高的介质音速估计值设定为针对多个测量区域而言共同的设定音速。由此,能够将定相处理中使用的设定音速自动地调整为与实际的介质音速相同或接近的值。
如果是自动调整则能够解决技师依赖的问题,但是专利文献2公开的技术是被称为所谓的迭代处理的反复计算技术。这样的技术一般而言计算资源大,因此不适合实时处理。因此,超声波检查技师难以一边对患者进行超声波检查一边当场获得最佳音速的图像。
另外,通过本发明人等的研究得到了下面的见解。
在非专利文献1所记载的光声成像装置中,一边进行拍摄一边实时地进行图像重构,图像被显示于操作面板上。在该图像重构时,当计算中使用的音速与实际的值产生了偏差时,导致无法对焦而形成了模糊的图像。在该装置中,使用了水作为从被检体到传感器为止的声波传输介质(声匹配材料)。因此,通过测量拍摄时的温度并将与该温度对应的水的音速用于计算中,由此设定大致适当的音速。
然而,该装置具有的分辨率是亚毫米级。只有更正确地调整音速才能提供装置所具有的分辨率的图像。即,即使在重构皮下正下方的血管的图像的情况下,仅应用水的音速,也会导致重构出模糊的图像。其理由是,由于在水的层中存在温度分布的影响而温度传感器的值有可能不反映整体的水的平均水温。或者,由于皮肤的音速与水的音速不同,因此音速的差异有可能对皮下的血管的成像性能产生影响。
因此,在使用该装置进行临床研究的情况下,进行了所谓的“离线图像重构”。即,一边进行拍摄一边参照实时地显示的图像,并且保存所获取到的光声信号的原始数据。一套的摄像结束后,改变音速进行图像重构。在该离线图像重构中,无法事先知晓正确的音速。因此,设定多个音速,进行批处理方式的图像重构,事后知晓最佳的音速来获得图像。
然而,在将例如图像的尺寸设为非专利文献1所记载的最大尺寸即横向180mm且纵向270mm的范围、将作为图像重构的最小单位的立方体(体素)的一边设为0.125mm的情况下,在一个音速条件下,图像重构的时间需要约10分钟以上。因而,在对多个音速条件进行批处理的情况下,图像重构的时间有时也需要数个小时。
而且,根据被检体的位置而最佳的音速不同,因此期待能够在对于诊断、治疗的影响特别大的关心区域使用合适的音速。另外,存在以下情况:尽管对于皮下正下方设定了最佳的音速,但是例如在皮下1cm以上的深部处其它音速是最佳的。在一个音速条件下,有时不能说音速对于被检体整体而言是最佳的。在这样的情况下,有可能产生与普遍的摄像机中的景深窄的情况同样的现象。例如,产生导致仅在生物体的深部方向上的所限定的深度处对焦、在除此以外的深度处模糊的现象。
因而,期望迅速地求出最佳的音速。另外,期望能够使用适当的音速进行被检体的关心区域的图像重构来再现高图像质量的图像。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:Nagae K,Asao Y,Sudo Y et al.Real-time 3DPhotoacousticVisualization System whith a Wide Field of View fwor Imaging HumanLimbs.F1000Research 2019,7:1813
专利文献
专利文献1:日本特开平2-274235号公报
专利文献2:日本特开2002-143153号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于针对关心区域快速地重构出图像质量特别良好的声音图像。
用于解决问题的方案
根据本发明的一个方式,
提供一种图像生成方法,其基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:
基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;
受理在所述临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在重构所述临时的测定图像的工序中,
使用于重构所述临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构所述关心区域图像的每单位面积的计算量。
根据本发明的另一方式,
提供一种图像生成方法,其基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的工序中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
根据本发明的又一方式,
提供一种图像生成方法,其基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
根据本发明的又一方式,
提供一种图像生成程序,其用于基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成程序使计算机执行以下过程:
基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;
受理在所述临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在重构所述临时的测定图像的过程中,
使用于重构所述临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构所述关心区域图像的每单位面积的计算量。
根据本发明的又一方式,
提供一种图像生成程序,其用于基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成程序使计算机执行以下过程:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的过程中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的过程中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的过程中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
根据本发明的又一方式,
提供一种图像生成程序,其用于基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成程序使计算机执行以下过程:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的过程中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的过程中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
根据本发明的又一方式,
提供一种图像生成装置,具备处理部,所述处理部基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,
所述处理部执行以下处理:
基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;
受理在所述临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在重构所述临时的测定图像的处理中,
使用于重构所述临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构所述关心区域图像的每单位面积的计算量。
根据本发明的又一方式,
提供一种图像生成装置,具备处理部,所述处理部基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,
所述处理部执行以下处理:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的处理中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的处理中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的处理中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
根据本发明的又一方式,
提供一种图像生成装置,具备处理部,所述处理部基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,
所述处理部执行以下处理:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的处理中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的处理中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
发明的效果
根据本发明,能够针对关心区域快速地重构出图像质量特别良好的声音图像。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的光声成像装置的概要示意图。
图2是示出处理部以及与处理部连接的各部的结构的框图。
图3是将图1放大后的概要示意图。
图4是示出本发明的第一实施方式所涉及的图像生成方法的流程图。
图5是示出临时的测定图像的一例的图。
图6是受理对临时的测定图像中的关心区域的指定的放大图。
图7是示出关心区域图像的一例的图。
图8是示出广域图像的一例的图。
图9是示出本发明的第二实施方式所涉及的图像生成方法的流程图。
图10是示出本发明的第三实施方式所涉及的图像生成方法的流程图。
图11是示出本发明的第四实施方式所涉及的图像生成方法的流程图。
具体实施方式
<术语>
本说明书中的术语例如下面那样被定义。
“被检体(受验体)100”是指例如作为检查对象的生物体(人体)。将成为被检体100的人称为“被检者”。
“被检部位(受验部位)110”是指构成被检体100的规定部位,且是测定(检测)声波的部位。被检部位110例如是手、足、面部、躯干部、乳房等。
“摄像区域”是指在被检部位110内对声波进行了测定(拍摄、摄像)的作为实际空间的区域。“摄像区域”既可以是被检部位110的一部分,也可以是被检部位110的整体。
“用户”是指操作图像生成装置的人,并不限于仅进行装置的操作的人。在被检者自己操作装置的情况下,可以将该被检者考虑为用户。
“声波”是指在规定的介质中传播的弹性波(疏密波)。
“光声效应”是指下面的现象。即,对被检体100的规定的被检部位110照射光。当光被被检部位110的组织吸收时,吸收了光的部分释放出热,由于体积膨胀而产生声波。将像这样产生声波的现象称为“光声效应”。
“光声波”是指通过光声效应产生的声波,有时也被称为“光超声波”。
声波的“信号”或“检测信号S(i,t)”是指对检测(接收)到的声波进行转换而得到的电信号(例如数字信号),有时也称为“声信号”。
“信号数据”是指声信号的电子数据,也称为“信号强度数据”。将光声波的信号数据也称为“光声信号数据”。
“信号数据量”是指信号数据包括的信息量,有时也称为“数据容量”。“信号数据量”例如依赖于进行图像重构时的像素尺寸、同一像素22的重构中使用的信号的叠加数、被检部位110的规定方向上的信号数据的范围、接收到信号的传感器数(通道数)等。
“计算量”例如是指为了进行图像重构而由计算机709计算的处理量。“计算量”例如依赖于信号数据量、处理方法以及处理数等。
“声音图像”是指基于声波的信号数据重构出的二维或三维的图像。“声音图像”包括基于光声波的信号数据重构出的“光声图像”和基于超声波的信号数据重构出的“超声波图像”。这样的图像也被称为“重构图像”。此外,在重构图像为三维图像(体素的集合体)的情况下,重构图像也被称为体数据。
另外,“声音图像”例如示出了被检部位110内的二维或三维的特性信息分布。作为具体的“特性信息”,例如列举声波的产生源的位置、被检部位110内的初始音压、基于初始音压求出的能量吸收密度及吸收系数、构成被检部位110的组织的物质的浓度等。作为具体的“特性信息分布”,例如列举初始音压分布、能量吸收密度分布、吸收系数分布、氧饱和度分布等。
“临时的测定图像20”是指为了受理对关心区域24的指定而使用的简单的声音图像。
“关心区域24”是指在临时的测定图像20内用户所关心的区域。
“关心区域图像40”是指针对关心区域24重构出的声音图像。
“广域图像50”是指具有比关心区域24广的区域的声音图像。
关于这些的详细内容,会在具体的实施方式中进行说明。
“像素22”(体素或像点)是指在声音图像内以规定的像素值(亮度值)表示出被检部位110内的单位空间区域的特性信息的单位区域。也就是说,声音图像内的像素22与被检部位110内的单位空间区域相互对应。
“分辨率”是指重构出的声音图像中的像素22的密度(每单位体积的像素数)。例如,“低分辨率”或“高分辨率”分别是指像素22的密度低、或像素22的密度高。
“图像质量”是指对比度、分辨率、伪像(虚像)的程度、规定的关注部位的可视性等。
“音速”是指在规定的介质内传播的声波的传播速度。
“音速参数”是指与音速相关联的参数。只要该参数与音速相关联即可,音速参数不限于“音速”。作为音速以外的音速参数,例如列举每单位时间传播的声波的距离即“波长”(将音速除以规定的采样频率(固定值)得到的参数)、每单位长度的波的个数即“波数”(上述参数的倒数)等。
“音速参数的适当的值”是指在规定的条件下被判断为适当的音速参数的特定值。
“XY方向”是指从传感器340侧观察被检部位110时纵横正交的水平方向,在声音图像中,相当于沿面方向(画面的像素排列方向)。
“Z方向”是指从传感器340侧观察被检部位110时的深度方向,在声音图像中,相当于进深方向(画面的法线方向)。
<本发明的第一实施方式>
下面,参照附图来说明本发明的第一实施方式。
(1)光声成像装置
如图1所示,本实施方式所涉及的光声成像装置10例如作为图像生成装置的一个方式而构成,构成为基于对规定的被检部位110照射光而测定出的光声波的信号数据来生成声音图像。具体地说,光声成像装置10例如具备支承台(基台)200、传感器单元(检测单元、接收单元)300、光源620、光学系统640、扫描机构(移动机构)380、分离部400、处理部700、显示部720以及输入部740。
(支承台)
支承台200例如作为供被检体100躺卧的基台而构成。具体地说,支承台200例如具有支承面210和开口220。
支承面210例如对被检体100的除被检部位110以外的部分进行支承。在支承台200的支承面210之下空出有空间,设置有后述的传感器单元300等。
例如,为了对被检体100的规定的被检部位110进行测定,在支承面210开设了开口220。开口220为了测定来自规定的被检部位110的声波而被设置得比被检部位110宽。开口220的平面形状例如为四边形。
(分离部)
分离部400例如构成为将被检体100侧与传感器单元300侧分离。在本实施方式中,分离部400例如具有分离膜420。
分离膜420例如构成为不使声匹配材料310渗透过。另外,分离膜420例如构成为使来自光源620的光透过。并且,分离膜420例如具有与被检体100匹配的声阻抗以能够传播来自被检部位110的声波。具体地说,作为满足上述的必要条件的分离膜420的材料,例如列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)等。
分离膜420的厚度是基于来自被检部位110的声波的频带和分离膜420内的纵波音速而决定的。
分离膜420例如以封住(覆盖)支承台200的开口220的方式设置,被固定于支承台200。分离膜420例如构成为具有凹部(未图示附图标记),并且能够将声匹配材料410收容于凹部内。
声匹配材料410例如呈液体状或凝胶状,具有与被检体100匹配的声阻抗。本实施方式中所说的声阻抗“与被检体100匹配”不仅包括与被检体100的声阻抗完全一致的情况,还包括以规定的误差近似于被检体100的声阻抗的情况。具体地说,“与被检体100匹配的声阻抗”例如处于被检体100的声阻抗的0.5倍以上且2倍以下的范围内。作为具体的声匹配材料310,例如为水、油等。
分离膜420例如与后述的容器320内所收容的声匹配材料310接触。
(传感器单元)
传感器单元300例如构成为接收来自被检体100的规定的被检部位110的声波。本实施方式的传感器单元300例如具有容器320、传感器(探头、转换元件)340以及元件保持部360。
[容器]
容器320例如被设置于比支承面210靠铅直下侧的位置。容器320例如构成为能够收容(贮存)声匹配材料310。
声匹配材料310例如与声匹配材料410同样呈液体状,具有与被检体100匹配的声阻抗。作为具体的声匹配材料310,例如为水、油等。
在本实施方式中,容器320例如以能够使声匹配材料310变化为不规则形状而非固定的状态收容声匹配材料310,即,以具有流动性的状态收容声匹配材料310。
另外,在本实施方式中,在容器320内,声匹配材料310被填充至与分离膜420接触的位置。由此,能够抑制在从被检部位110到传感器340为止的声波的传播路径上存在空气。
[传感器]
传感器340例如被设置于比支承面210靠铅直下侧的位置。传感器340例如构成为接收从被检部位110产生的声波。
另外,传感器340例如构成为将接收到的声波转换为电信号。传感器340例如构成为能够接收具有100kHz以上且1000MHz以下的频率的声波。更优选的是,传感器340例如构成为能够接收具有100kHz以上且50MHz以下的频率的声波。作为具体的传感器340,例如列举由锆钛酸铅(PZT)等构成的压电元件、聚偏氟乙烯(PVDF)等高分子压电膜材料、电容性微机械超声波换能器(CMUT)、法布里-珀罗干涉仪等。
在本实施方式中,传感器340例如被设置多个。通过由多个传感器340接收声波,能够提高测定精度。例如,能够提高被检部位110内的特性信息的测定位置精度。
[元件保持部]
元件保持部360例如保持了多个传感器340。元件保持部360例如构成为向铅直下侧凹陷而成的半球状(碗状)。此处所说的“半球状”是指以平坦的截面分割得到的正圆球的形状、以平坦的截面分割得到的椭圆球的形状、或以规定的误差近似于这些形状的形状。元件保持部360构成的球面的中心角例如为140°以上且180°以下。
元件保持部360例如以使多个传感器340的各个传感器的指向轴集中于半球面的曲率中心附近的方式沿着半球面呈阵列状地保持了多个传感器340。由此,能够在半球面的曲率中心附近获得高分辨率。
在本实施方式中,例如,以在使被检部位110浸在后述的声匹配材料410中时或在使被检部位110载置在声匹配材料410中时、元件保持部360的半球面的曲率中心位于被检部位110内的方式进行了设定。由此,能够在规定的被检部位110内进行高分辨率的测定。
在本实施方式中,元件保持部360例如被设置于容器320的底部,与容器320成一体地被固定于容器320。在元件保持部360内收容有上述的声匹配材料310。由此,传感器340经由声匹配材料310接收声波。
另外,在本实施方式中,如上所述,容器320以具有流动性的状态收容了声匹配材料310,由此即使元件保持部360具有复杂的形状,也能够在元件保持部360内不具有空气地密实地填充声匹配材料310。
(光源)
光源620例如构成为对规定的被检部位110照射光。光源620例如构成为能够射出脉冲光。具体地说,光源620例如为激光器、发光二极管、或闪光灯。作为激光器,例如列举气体激光器、固体激光器、色素激光器、半导体激光器等。
光源620例如构成为在能够得到光声效应的条件下射出光。
从光源620射出的光的波长例如为被构成被检部位110的组织的规定的吸收体吸收的波长,并且为能够传播到被检部位110的内部的波长。具体地说,光的波长例如为500nm以上且1200nm以下。
此外,光源620例如也可以构成为能够射出不同波长的光。通过向被检部位110照射不同波长的光,能够基于不同波长下的吸收系数的差异来获得特性信息的分布。例如,能够获得氧饱和度分布等。
从光源620射出的光的脉宽满足所谓的热闭锁条件和应激闭锁条件这两方。即,脉宽是在热量进行传播而从被检部位110内的规定的吸收体脱离之前光照射结束的时间宽度,并且是在声波通过吸收体内之前光照射结束的时间宽度。具体地说,脉宽例如为1ns以上且100ns以下。
(光学系统)
光学系统640例如构成为对来自光源620的光进行传输。光学系统640例如由透镜及反射镜等光学部件、光纤等构成。
光学系统640的末端处的光射出口660构成为使从光源620传输来的光朝向被检部位110射出。光射出口660例如被设置于元件保持部360的底部。通过将光射出口660与传感器340一起设置于元件保持部360,能够测定被检部位110内的广范围的光声波。
光射出口660例如优选被光学设计为射出的光量不超过能够像作为生物体的被检体100照射的光能量的最大容许曝光量(Maximum Permissive Exposure、MPE)。具体地说,光射出口660例如优选为具有凹透镜等来扩大照射范围。
(扫描机构)
扫描机构380例如构成为使传感器340针对躺在支承台200上的被检体100相对地进行扫描(移动)。在本实施方式中,扫描机构380例如构成为使具有容器320和传感器340的传感器单元300成一体地进行扫描。
扫描机构380构成为使传感器340至少沿规定的一个方向进行扫描。扫描机构380使传感器340进行扫描的方向例如可以为二维方向(XY方向),或者也可以为三维方向(XYZ方向)。扫描的方向不限于一个方向的直线运动,也可以采用进行旋转的运动。在本实施方式中,扫描机构380例如构成为使传感器340在与支承面210平行的水平面上沿XY方向进行扫描。
在本实施方式中,如上所述,容器320以具有流动性的状态收容有声匹配材料310,由此即使通过扫描机构380使传感器单元300进行扫描,也能够维持传感器340与声匹配材料310接触着的状态。
(供给部)
供给部(未图示)例如构成为经由供给管向容器320内供给声匹配材料310。供给管例如与元件保持部360的一部分连接。通过从供给部进行的声匹配材料310的供给,由此容器320内的声匹配材料310的上表面被维持在规定位置。
(处理部)
处理部700例如构成为对光声成像装置10的各部进行控制,基于获取到的信号数据来重构图像,即,构成为对被检部位110内的特性信息进行处理。
如图2所示,处理部700例如具有计算机709和信号处理部710。具体地说,计算机709例如具有CPU 701(Central Processing Unit:中央处理器)、GPU 702(GraphicsProcessing Unit:图形处理器)、RAM 703(Random Access Memory:随机存取存储器)、存储装置704以及I/O端口705。RAM 703、存储装置704以及I/O端口705构成为能够与CPU 701进行数据交换。I/O端口705例如经由规定的放大器、AD转换器以及运算电路等信号处理部710来与各个传感器340连接,并且与光源620、扫描机构380、显示部720及输入部740连接。
存储装置704例如构成为存储光声波测定所涉及的程序、图像重构所涉及的程序(图像生成程序)、信号数据以及被检部位110内的特性信息等。存储装置704例如为HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)、快闪存储器等。RAM 703构成为暂态地保持由CPU 701或GPU 702从存储装置704读取的信息、程序等。
CPU 701构成为通过执行保存于存储装置704的规定的程序,来对光声成像装置10的各部进行控制,执行光声波测定所涉及的处理和信号处理等。GPU 702构成为通过执行保存于存储装置704的规定的程序来执行图像重构所涉及的处理等。此外,GPU 702可以单独地执行图像重构所涉及的处理,也可以与CPU 701协作来执行图像重构所涉及的处理。
显示部720例如构成为显示通过执行规定的程序而重构出的声音图像等。显示部720例如为液晶显示器、有机EL(OLED)显示器、头戴式显示器、直视型立体显示器等。
输入部740例如构成为用户能够将用于进行规定的操作的信息输入到计算机709。输入部740例如为鼠标、键盘、跟踪球、操纵杆、触摸面板、麦克风、视线输入设备等。
此外,关于本实施方式中的图像生成程序,优选使用高性能的计算机709以高速地进行声音图像的重构。特别是近年来,GPU的发展异常显著,广泛地使用了将GPU使用于通用运算的GPGPU(General-Purpose computing on GPU:基于GPU的通用计算)。在本实施方式中,通过将GPGPU用作GPU 702,由此即使在重构数据量多的体数据的情况下,也能够每一次照射在数十毫秒以内进行计算。
(2)图像重构的原理
接下来,使用图3来说明图像重构的原理。在图3中,将重构声音图像时的像素22与被检部位110叠加。另外,在图3中,将产生规定的声波的音源120之一表示为黑点。各传感器340检测从被检体100内部传播过来的声波并输出检测信号。此外,传感器340的数量设为N(N为2以上的整数)个。
在利用了声波(超声波)的图像生成装置中,基于从多个传感器340i获得的多个检测信号S(i,t)来重构表示被检体100内部的特性信息的图像。重构图像的各像素22(体素)的亮度值(或像素值)是基于根据从各传感器340到与该像素22对应的位置(单位空间区域)为止的距离以及被检体100内的音速而被调整相位后的检测信号来计算的。此外,在检测信号S(i,t)中,i表示传感器340的编号(0至N-1的范围的整数),t表示时间。
下面,具体地说明作为图像重构法的一例的时域法。首先,按每个传感器340,将从第i个传感器340到与重构图像内的某个像素22对应的位置为止的距离除以传播速度(音速)。由此,在与该像素22对应的位置处产生了声波的情况下,计算直到该声波到达传感器340i为止的时间τi(延迟时间)(将产生时刻设为t=0)。然后,按每个传感器340,计算时间τi时的检测信号(的强度)S(i,τi),通过将它们相加来生成重构图像的像素值。同样地,通过针对多个位置生成像素22来生成重构图像。在本实施方式中,例如作为光声成像装置10的基于时域的图像重构法之一,能够使用通过下面的式(1)表示的通用反投影(Universalback-projection:UBP)法。
[数1]
在此,r0是表示进行重构的位置(重构位置,也称为关注位置)的位置向量,p0(r0,t)是进行重构的位置的初始音压,c表示传输路径的音速。另外,ΔΩi是根据进行重构的位置来估计第i个传感器340的立体角,N表示重构所使用的传感器340的个数。式(1)示出了:对接收信号p(ri,t)进行微分等处理,对它们进行立体角的加权来进行定相加法(逆投影)。式(1)的t是光声波在将关注位置与传感器340连结的音线上传输的时间(传输时间)。此外,在b(ri,t)的计算中,也可以还实施其它运算处理。作为其它运算处理,例如列举频率滤波(低通、高通、带通等)、反卷积、包络线检波、小波滤波等。另外,在本发明中,只要是求出将传感器340与关注位置连结的音线上的传输时间来进行重构的方法即可,可以使用任意的重构算法。例如,作为基于时域的逆投影法,也可以采用滤波反投影(Filtered back-projection)等。也可以不基于时域而基于傅立叶域进行重构。
(3)图像生成方法
接下来,说明本实施方式所涉及的图像生成方法。
[由光声成像装置10进行的基本的图像生成方法]
将由光声成像装置10获得的光声信号数据保存到处理部700内的存储装置704。光声信号数据包括:数据数由采样时间与采样频率之积决定的每一个通道(每一个传感器)的信号强度数据;具有该信号强度数据与传感器数之积的数据容量的单次照射数据;以及具有该单次照射数据与总照射次数之积的数据容量的整体的扫描数据。即,在光声成像装置10中,当使作为光源620的激光器照射一次时,从被检体100产生光声波,通过多通道的传感器340接收该光声波,能够获得通过单次的激光照射而得到的N个信号强度数据。获取到单次照射数据之后,通过扫描机构380使传感器单元300的位置变化,来获取在不同位置处的单次照射数据。通过重复这些动作,来完成摄像区域整体的信号数据(扫描数据)。通过这样得到的信号数据例如与表示传感器单元300的位置的坐标信息进行了关联。
通过基于单次照射数据进行图像重构,能够生成规定的范围(Field of view(视野),FOV)的体数据。在使传感器单元300的位置变化之后,基于不同的单次照射数据进行图像重构,由此能够生成不同场所的体数据。如果这两个体数据还部分地发生了重叠,则一边参照传感器单元300的位置信息,一边使体数据彼此相加来构成声音图像。通过该加法效应使伪像减少,能够得到高图像质量的声音图像。像这样一边参照传感器单元300的位置信息一边将全部的信号数据叠加,由此能够制作广范围且高图像质量的体数据。
[本实施方式的概要]
在本实施方式中,在决定音速参数的适当的值时,采用下面的方法:首先,指定关心区域24,用户在观看该关心区域24的图像的同时即时地搜索音速参数的适当的值。即,通过与变更音速参数相应地重构图像,显示重构图像,并根据进一步的变更同样地进行重构和显示,由此能够即时地搜索音速参数的适当的值。
[本实施方式的具体的图像生成方法]
下面,使用图4~图8来说明本实施方式的具体的图像生成方法。
如图4所示,本实施方式的图像生成方法例如具有信号数据准备工序S120~S140、临时的测定图像重构工序S220~S240、关心区域指定受理工序S320、关心区域图像重构工序S420~S460、适当值决定工序S480以及广域图像重构工序S540。各工序中的处理由处理部700来执行。
(S120~140:信号数据准备工序)
首先,准备测定规定的被检部位110所得到的声波的信号数据。
在本实施方式中,例如,作为信号数据,准备在被重构为同一像素22的位置叠加有多个信号的数据。另外,例如,作为信号数据,准备包括由多个传感器340接收到的多个信号的数据。
具体地说,例如,使用上述的光声成像装置10对被检体100的规定的被检部位110照射光,由传感器340接收从被检部位110产生的声波,由此获取光声信号(S120)。获取到光声信号后,将信号数据保存到存储装置704(S140)。
(S220~S240:临时的测定图像重构工序)
接着,如图5所示,基于上述的信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像20。
具体地说,从存储装置704读取信号数据(S220),基于信号数据来重构临时的测定图像20,并显示于显示部720的规定的画面上(S240)。
此时,本实施方式的临时的测定图像20被用于受理对后述的关心区域24的指定。在临时的测定图像20中,只要能够掌握关心区域24的位置(例如规定的血管等关注位置)即可,因此使图像质量降低(变粗糙)来重构临时的测定图像20。
即,在本实施方式中,例如,使用于重构临时的测定图像20的每单位面积的信号数据量少于用于重构关心区域图像40的每单位面积的信号数据量。此处所说的“单位面积”是指俯视观察声音图像时(即,相当于在实际空间观察XY面时)的单位面积。通过像这样减少重构临时的测定图像20时的信号数据量,能够减少每单位面积的计算量。其结果是,能够快速地重构临时的测定图像20。
具体地说,例如,减少在临时的测定图像20的同一像素22的重构中使用的信号数据的叠加数。例如,从一边使传感器单元300的位置移动一边以规定的测定间隔获取到的全部信号数据中,以比测定间隔大的间隔使信号数据减少。
此外,此时,不改变像素尺寸。通过如上所述的方法,能够减少在同一像素22的重构中使用的信号数据的叠加数。由此,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的信号数据量。其结果是,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的计算量。
此时,将被重构为临时的测定图像20的区域例如设为能够受理对关心区域24的指定的程度的广区域。
具体地说,例如,如图5所示,在整个摄像区域重构临时的测定图像20。此处所说的“整个摄像区域”是指由获得了能够重构的信号数据的全部的单位空间区域中的最外侧的单位空间区域包围的范围内。另外,“在整个摄像区域重构图像”是指在由最外侧的单位空间区域包围的范围内重构图像,不限定于基于从全部的单位空间区域获得的全部信号数据重构图像。
此外,如果临时的测定图像20广到能够受理对关心区域24的指定的程度,则也可以不必在整个摄像区域重构临时的测定图像20,也可以基于摄像区域的一部分重构临时的测定图像20。
另外,此时,重构临时的测定图像20时的音速参数也可以不那么严格(准确)。例如,作为重构临时的测定图像20时的音速参数,也可以使用已知的水的音速参数。
另外,此时,也可以是,为了易于指定后述的关心区域24,作为临时的测定图像20,例如利用最大强度投影法(Maximum Intensity Projection,MIP)来生成二维图像,并将使该二维图像显示于显示部720的画面上。
(S320:关心区域指定受理工序)
接着,如图6所示,受理在临时的测定图像20内对局部的关心区域24的指定。
本实施方式的图像生成程序具有一边由用户观察利用上述的方法获得的临时的测定图像20一边从用户处受理对关心区域24的指定的查看器功能和图形用户接口(GUI)功能。指定关心区域24的单元使用输入部740。作为输入部740针对关心区域24的具体的指定方法,例如列举通过鼠标、跟踪球或操纵杆进行指定的方法、用手指触摸触摸面板来进行指定的方法、通过键盘输入来进行指定的方法、通过麦克风进行声音输入来进行指定的方法、利用视线输入设备进行指定的方法等。
此时,受理在临时的测定图像20内对例如包括连续的多个像素22的关心区域24的指定。通过关心区域24包括多个像素22,能够使规定的血管等关注部位可靠地包括在关心区域24内。
另外,此时,受理在临时的测定图像20内对例如具有比临时的测定图像20的尺寸小的任意的尺寸(大小)的关心区域24的指定。由此,能够根据使规定的血管等关注部位可靠地包括在关心区域24内以及快速地重构后述的关心区域图像40等用户设为优先的条件来指定关心区域24。
此外,此时,关心区域24也可以为固定的尺寸而仅被指定位置。
另外,此时,也可以受理在临时的测定图像20内对例如具有任意的形状的关心区域24的指定。作为关心区域24的形状,例如列举圆形、椭圆形、多边形等。
另外,此时,受理在临时的测定图像20内对例如多个关心区域24的指定。由此,即使用户关注的部位处于相分离的位置,也能够调整音速参数使得图像质量变得良好。另外,通过将多个关心区域24的一部分叠加,能够对于结合后的多个关心区域24整体而言将关心区域24调整为任意的形状,该任意的形状不限于作为上述的例子列举出的形状。
(S420~S460:关心区域图像重构工序)
接着,如图7所示,针对关心区域24,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像40。
具体地说,基于规定的音速参数来重构关心区域图像40,并显示于显示部720的规定的画面上(S420)。关心区域图像40以外的区域不进行重构,在显示部720中例如显示为黑色。此外,在最初的S420中,也可以受理后述的由用户对音速参数的指定,还可以使用预先设定的音速参数。接着,由用户对重构出的关心区域图像40的图像质量进行判断(S440)。在关心区域图像40的图像质量不良(NG)的情况下(S440:“不良”),从用户处受理音速参数的任意的变更(S460)。此外,在关心区域图像40的图像质量良好(OK)的情况下(S440:“良好”),进入后述的适当值决定工序S480。
如上所述,在本实施方式中,受理音速参数的任意的变更的同时,基于该变更后的音速参数来依次重构关心区域图像40。由此,用户能够一边视觉确认关心区域图像40一边调整音速参数。
此时,在本实施方式中,将关心区域图像40例如重构为比临时的测定图像20的图像质量更高的图像质量。即,使用于重构关心区域图像40的每单位面积的信号数据量多于用于重构临时的测定图像20的每单位面积的信号数据量。例如,基于使传感器单元300的位置移动的同时以规定的测定间隔获取到的关心区域24内的保持原状的信号数据,即,不使关心区域24内的信号数据减少地重构关心区域图像40。因而,使用于重构关心区域图像40的每单位面积的计算量多于用于重构临时的测定图像20的每单位面积的计算量。
此时,由用户指定的关心区域图像40在存在传感器340的位置不同的多次照射的重叠区域的情况下是通过体数据的叠加而生成的。例如,将在不同的传感器340的位置获得的体数据只对所指定的关心区域24依次进行重构,并将各图像叠加地进行显示。作为通过这样得到的关心区域图像40的体数据例如转换为基于MIP的二维图像并被显示于显示部720的画面上。或者,例如也可以使用头戴式显示器或直视型立体显示器将关心区域图像40作为三维体数据进行显示。该体数据是依次重复进行包括S420~S460的循环来重构的,关心区域图像40根据音速参数的变更而被更新。此外,在音速参数等用于图像形成的参数没有变更的情况下,也可以停止关心区域图像40的重构处理。
另外,此时使用的图像生成程序例如具有用于变更图7所示那样的音速参数的音速变更GUI 30。在图7的音速变更GUI 30中,例如当使箭头光标置于数值按钮上时,光标的形状从箭头变为椭圆。下面将该变化后的光标称为“椭圆光标31”。当使通常的箭头光标置于数值按钮上时,变得不易看到数值。与此相对,通过使箭头光标变化为椭圆光标31,能够提高数值的视觉确认性。
在图7中,椭圆光标31被显示于数值按钮之下,但是椭圆光标31的指示位置(热区(hotspot))为数值按钮的中央。椭圆光标31是模仿了鼠标的滚轮的光标。能够通过在数值按钮上使滚轮转动,来使音速参数增加和减少。
此外,也可以是,例如能够通过鼠标点击来变更音速参数。例如,能够通过鼠标的左点击使音速参数以-1减少,能够通过鼠标的右点击使音速参数以+1增加。
并且,也可以是,例如能够通过鼠标的拖动来变更音速参数。例如,椭圆光标31的左侧的减号(-)表示与音速参数的减少对应的按钮和拖动方向。另一方面,椭圆光标31的右侧的加号(+)表示与音速参数的增加对应的按钮和拖动方向。在想要使音速参数的数值大幅变动时,能够通过鼠标的左按钮将椭圆光标31向左方向或右方向拖动来使音速参数大幅地增加和减少。
此外,音速变更GUI 30不限于图7的例子。除此之外,作为利用音速变更GUI 30的方法,例如列举在文本框内直接输入音速参数的数值的方法、上述的例子以外的通过点击加号(+)键或减号(-)键来使音速参数增加和减少的方法、上述的例子以外的通过在点击着滑动条的状态下进行拖动来变更音速参数的方法、以上述的例子以外的方式使鼠标滚轮转动来变更音速参数的方法等。此外,不限于此处列举的方法,只要是能够使音速参数变化的方法。则可以使用任意的方法。
当如上述那样受理音速参数的变更时,基于变更后的音速参数立即进行图像重构处理,并在实施MIP显示处理之后显示图像。通过基于GPGPU的高速图像重构,用户能够实时地调整通过改变音速参数而引起的图像的锐度(焦点)。
此外,此时,由于对不同的传感器340的位置的体数据依次进行重构,因此紧接着改变音速参数之后的关心区域图像40是基于不同的音速参数重构出的图像彼此的加法图像。在每一次照射在数百毫秒以内重构图像的情况下,视觉确认性大致没有问题。另一方面,如果关心区域24大,则关心区域图像40整体的更新花费时间。因此,在计算机709的规格低的情况下,优选的是,将关心区域24的边界设为能够通过鼠标点击进行变更的状态,来使关心区域24变窄到任意的尺寸,由此确保图像重构中的实时性和操作性。关心区域24的尺寸虽然取决于计算机709的规格,但是优选设定为关心区域图像40整体在一秒以内被更新的程度的大小。
通过如上述那样使音速参数变化,能够实时地改变被检体100的图像重构结果的对焦状态。由此,用户能够以熟悉的摄像机的对焦那样的使用感设定成为期望的聚焦。
并且,此时,在本实施方式中,针对多个关心区域24,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像40。例如,使用音速变更GUI 30来从用户处受理音速参数的变更,将该变更后的音速参数设定为对于多个关心区域24而言共同的音速参数。之后,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像40。
通过这样的方法,能够快速地找到对于多个关心区域24而言共同的音速参数的适当的值。
另外,此时,例如,使多个关心区域图像40以彼此的间隔比在以与实际空间中的位置关系相等的位置关系进行了图像重构时的多个关心区域24彼此的间隔更近的方式显示于规定的画面上。即,在本实施方式中,使多个关心区域图像40以彼此的间隔比临时的测定图像20中的多个关心区域24彼此的间隔更近的方式显示于显示部720的规定的画面上。多个关心区域图像40彼此的间隔可以为相等的间隔,也可以为各不相同的间隔。另外,也可以是至少两个关心区域图像40的一部分重叠。另一方面,在多个关心区域图像40中,也可以存在不接近的两个以上的关心区域图像40。通过如上述那样使多个关心区域图像40接近,能够在容易地将多个关心区域图像40彼此进行比较的同时容易地调整音速参数。
(S480:适当值决定工序)
在用户确认上述的关心区域图像40且关心区域图像40的图像质量良好的情况下(S440:“良好”),基于该关心区域图像40来决定音速参数的适当的值。
作为在决定音速参数的适当的值时的关心区域图像40的图像质量良好的情况,例如列举规定的血管等关注部位的对比度高的情况、作为关心区域图像40的整体而言各部位的视觉确认性同样提高了的情况(多个血管的视觉确认性在同一图像内提高了的情况)等。
另外,此时,在本实施方式中,通过判断基于共同地设定的音速参数重构出的多个关心区域图像40的图像质量,来针对多个关心区域24决定共同的音速参数的适当的值。由此,能够快速地决定全部的关心区域24能够容许的音速参数的适当的值。
在如上述那样决定音速参数的适当的值之后,将该音速参数的适当的值保存到存储装置704(S480)。
(S540:广域图像重构工序)
接着,如图8所示,基于上述的音速参数的适当的值,来重构比关心区域24广的区域的广域图像50。
具体地说,从存储装置704读取音速参数的适当的值和信号数据,基于音速参数的适当的值和信号数据来重构广域图像50,并显示于显示部720的规定的画面上。
此时,优选将被重构为广域图像50的区域设为例如比关心区域24广且包括关心区域24的区域。例如,如图8所示,优选在整个摄像区域重构广域图像50。
此时,不使信号数据减少地重构出高图像质量的广域图像50。例如,基于一边使传感器单元300的位置移动一边在整个摄像区域以规定的测定间隔获取到的保持原状的全部信号数据,即不使信号数据减少地重构广域图像50。
如上所述,如果关心区域24的音速参数的适当的值确定,则基于该音速参数的适当的值来对被检部位110整体进行重构,由此能够获得高图像质量的整体的重构图像。
此外,如果被重构为广域图像50的区域比关心区域24广,则也可以不必在整个摄像区域重构广域图像50,也可以基于摄像区域的一部分重构广域图像50。在该情况下,优选的是,将广域图像50的边界设为能够通过鼠标点击进行变更的状态,使得能够变更广域图像50的尺寸和形状。
如上所述,结束本实施方式的图像生成工序。
(4)通过本实施方式得到的效果
根据本实施方式,能够得到下面所示的一个或多个效果。
(a)在本实施方式中,为了受理对关心区域24的指定而重构临时的测定图像20。在临时的测定图像20中,只要能够掌握关心区域24的位置即可,因此能够使图像质量降低(变粗糙)来重构临时的测定图像20。即,能够使用于重构临时的测定图像20的每单位面积的计算量少于用于重构关心区域图像40的每单位面积的计算量。由此,能够快速地重构临时的测定图像20。
之后,在关心区域24中,使每单位面积的计算量增多来重构关心区域图像40。此时,通过重构具有比临时的测定图像20的区域小的区域的关心区域图像40,由此即使是在变更音速参数的同时,也能够依次重构出高图像质量的关心区域图像40。由此,能够基于关心区域图像40的图像质量来高效地决定音速参数的适当的值。
这些处理的结果是,能够基于如上述那样决定的音速参数的适当的值来遍及广范围地快速地重构出图像质量良好的广域图像50。
(b)在临时的测定图像重构工序S220~S240中,使临时的测定图像20的同一像素22的重构所使用的信号数据的叠加数减少。由此,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的信号数据量。其结果是,能够使用于重构临时的测定图像20的每单位面积的计算量少于用于重构关心区域图像40的每单位面积的计算量。
另外,通过使信号数据的叠加数减少,由此虽然伪像的程度变差,但是能够将临时的测定图像20的分辨率(像素22的密度)维持得高。由此,能够抑制临时的测定图像20中的关心区域24的位置的视觉确认性降低。
(c)在关心区域指定受理工序S320中,受理在临时的测定图像20内对多个关心区域24的指定。由此,即使用户关注的多个部位处于彼此分离的位置,也能够调整音速参数使得这些部位处的图像质量变得良好。另外,无需指定包括位于彼此分离的位置的多个部位的大的关心区域24,因此能够快速地进行关心区域图像40的重构。
另外,能够将多个关心区域24的一部分叠加。由此,作为结合后的多个关心区域24整体而言,能够将关心区域24调整为任意的形状。
例如,能够与血管等复杂的形状相配合地调整关心区域24的形状。
通过像这样受理对多个关心区域24的指定,能够容易地获得满足用户设为优先的条件(位置或形状等)的多个关心区域图像40。
并且,通过基于如上述那样得到的多个关心区域图像40来调整音速参数,由此能够快速地重构出充分地满足用户的关心、且在广范围内图像质量都良好的广域图像50。
(d)在本实施方式中,针对多个关心区域24,基于共同地设定的音速参数来重构出多个关心区域图像40,并针对该多个关心区域24决定共同的音速参数的适当的值。
在此,关于如后述的第二实施方式那样针对各场所搜索适当的值并将各种场所的音速参数调整为适当的值,虽然从图像质量的观点来看是理想的,但处理部700的计算负荷变大成为问题。
对于此,在本实施方式中,基于共同地设定的音速参数来重构出多个关心区域图像40,由此能够以在多个场所都能够得到或许不是最好的但是能够容许的图像质量的方式决定音速参数的适当的值。即,能够基于一个音速参数的适当的值,容易地得到在所有场所内图像质量都能够容许的广域图像50。其结果是,能够减轻处理部700的计算负荷。
(5)本实施方式的变形例
在上述的实施方式的临时的测定图像重构工序S220~S240中,针对使临时的测定图像20的同一像素的重构所使用的信号数据的叠加数减少的情况进行了说明,但是能够根据需要如下面所示的变形例那样进行变更。
下面,仅说明与上述的实施方式不同的要素,针对与上述的实施方式中所说明的要素实质相同的要素标注相同的附图标记并省略其说明。此外,针对下面的第二实施方式~第四实施方式等也与本变形例同样地省略说明。
<变形例1>
在变形例1的临时的测定图像重构工序S220~S240中,例如增大临时的测定图像20的像素尺寸。具体地说,使临时的测定图像20的像素尺寸例如变大为与被检部位110内的多个单位空间区域相当的尺寸。通过像这样增大临时的测定图像20的像素尺寸,使临时的测定图像20的分辨率变低。
另外,在临时的测定图像20中,仅基于与代表性的一个单位区域相当的信号来重构变大了的一个像素22。
根据变形例1,通过增大临时的测定图像20的像素尺寸,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的信号数据量。例如,通过在XYZ方向上分别增大像素尺寸(体素尺寸),能够容易地减少每单位面积的信号数据量。由此,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的计算量。其结果是,能够提高临时的测定图像20的重构速度。
具体地说,例如,即使在将作为像素22的体素的一边的长度从0.1mm变更为0.4mm的情况下,也能够不怎么改变显示部720的画面上的视觉确认性地大幅地提高临时的测定图像20的重构速度。
<变形例2>
在变形例2的临时的测定图像重构工序S220~S240中,例如使被检部位110的深度方向(即Z方向)上的信号数据的范围变窄。例如,将信号数据的范围限定在被检部位110中与血管集中的表面接近的部分。此外,此时,不改变像素尺寸。
根据变形例2,通过使Z方向上的信号数据的范围变窄,能够减少以XY面的每单位面积对Z方向的范围整体进行累计而得到的总信号数据量。即,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的信号数据量。由此,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的计算量。其结果是,能够提高临时的测定图像20的重构速度。
另外,在有限的Z方向的范围内,能够将分辨率维持得高。由此,能够重构作为高分辨率的截面像(接近于截面像的像)的临时的测定图像20。其结果是,能够提高在临时的测定图像20内指定关心区域24时的位置视觉确认精度。
<变形例3>
在变形例3的临时的测定图像重构工序S220~S240中,例如基于由多个传感器340接收到的多个信号中的一部分信号来重构临时的测定图像20。此外,此时,不改变像素尺寸。
此时,关于用于重构临时的测定图像20的信号被选择的一部分传感器340,例如与集中于半球状的元件保持部360的一处相比,在元件保持部360的整体上分散是优选的,在元件保持部360的整体以规定的相等的间隔彼此分离地配置是更优选的。例如,在将传感器340的数量设为1/2时仅选择半球状的元件保持部360的底面附近而不选择元件保持部360的侧面的传感器340的情况下,难以获得使元件保持部360成为半球状的效果。对于此,通过使被选择的一部分的传感器340在元件保持部360的整体上分散,能够获得使元件保持部360成为半球状的效果。
根据变形例3,通过将信号数据限定为由多个传感器340接收到的多个信号中的一部分信号,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的信号数据量。由此,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的计算量。
另外,根据变形例3,通过使用于重构临时的测定图像20的信号被选择的一部分传感器340在元件保持部360的整体上分散,能够如上述那样获得使元件保持部360成为半球状的效果。即,能够基于以广的立体角接收到的信号来重构临时的测定图像20。其结果是,虽然伪像的程度变差,但是能够将临时的测定图像20的分辨率(像素22的密度)维持得高。
<变形例4>
在变形例4的临时的测定图像重构工序S220~S240中,例如采用如下面那样用于重构临时的测定图像20的计算量少的方法、即简单的处理方法。
例如,通过实际空间的滤波器来进行用于去除噪声的滤波。在此,在通常的图像重构处理、即关心区域图像重构工序S420和广域图像重构工序S540中,在频率空间进行用于去除噪声的滤波。然而,对于频率空间内的滤波,需要傅里叶变换和傅里叶逆变换。因此,存在用于图像重构的计算量变多的倾向。对于此,在本变形例中,通过由实际空间的滤波器进行临时的测定图像20的重构处理的用于去除噪声的滤波,由此能够不需要傅里叶变换和傅里叶逆变换。通过这样的实际空间的滤波,即使不减少信号数据量,也能够抑制计算量的增加。另外,即使是这样的方法,也能够充分地确保用于受理对关心区域24的指定的临时的测定图像20的图像质量。这些处理的结果是,能够高速地得到期望的临时的测定图像20。
根据变形例4,通过由实际空间的滤波器进行用于去除噪声的滤波来重构临时的测定图像20。由此,能够减少重构临时的测定图像20时的每单位面积的计算量。其结果是,能够高速地得到临时的测定图像20。
此外,高速地得到临时的测定图像20的方法不限于上述的实施方式、变形例1至4,例如也可以降低数据采样的频率、或仅使用高位比特。另外,也可以将这些实施方式、变形例1至4等组合。即,也可以通过信号数据的叠加数、临时的测定图像20的像素尺寸的大小、深度方向(z方向)上的信号数据的范围、传感器340的输出中的使用的输出数、重构的处理方法等的组合的一部分或全部、或者信号数据的比特数等其它计算参数的组合,来使用于重构临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构关心区域图像的每单位面积的计算量。
<本发明的第二实施方式>
接着,说明本发明的第二实施方式。
(1)图像生成方法[本实施方式的概要]
在本实施方式中,例如,针对多个关心区域24,基于分别单独地设定的音速参数,来重构多个关心区域图像40。
[本实施方式的具体的图像生成方法]
使用图9说明本实施方式的具体的图像生成方法。
(S320:关心区域指定受理工序)
如果重构临时的测定图像20,则受理在临时的测定图像20内对局部的关心区域24的指定。在本实施方式中,在该工序的一次中,可以受理对多个关心区域24的指定,也可以受理对仅一个关心区域24的指定。
(S420~S460:关心区域图像重构工序)
接着,针对关心区域24,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像40。
此时,在本实施方式中,针对上述的关心区域24,基于单独地设定的音速参数,来重构关心区域图像40。
具体地说,例如,基于单独地设定的音速参数,来重构一个关心区域图像40,并显示于显示部720的规定的画面上(S420)。接着,由用户判断所重构出的一个关心区域图像40的图像质量(S440)。在该关心区域图像40的图像质量不良的情况下(S440:“不良”),从用户处受理针对一个关心区域图像40单独地设定的音速参数的任意的变更(S460)。
(S480:适当值决定工序)
在用户确认上述的关心区域图像40、且关心区域图像40的图像质量良好的情况下(S440:“良好”),针对一个关心区域图像40单独地决定音速参数的适当的值并存储于存储装置704。
(S490:全部关心区域结束判断工序)
接着,判断是否针对全部的关心区域24分别单独地决定了音速参数的适当的值。
(S340:其它关心区域指定受理工序)
在没有针对全部的关心区域24分别单独地决定音速参数的适当的值的情况下(即,在未决定适当的值的关心区域24有剩余的情况下)(S490:“否”),受理在临时的测定图像20内对其它关心区域24的指定。
受理对其它关心区域24的指定后,针对该其它关心区域24进行关心区域图像重构工序S420~S460。
(S520:数据读取工序)
在重复进行包括上述的S420~S490的循环之后,在针对全部的关心区域24分别单独地决定了音速参数的适当的值的情况下(S490:“是”),为了进行广域图像50的重构,从存储装置704读取信号数据以及针对全部的关心区域24分别单独地决定的音速参数的适当的值。
(S540:广域图像重构工序)
接着,基于上述的音速参数的适当的值来重构广域图像50。在本实施方式中,如上述那样针对每个关心区域24决定了音速参数的适当的值,因此作为广域图像50的重构方法,例如考虑下面的两种方法。
例如,首先,将广域图像50划分为分别包括多个关心区域24的多个区域。在划分广域图像50后,应用针对划分出的多个区域分别单独地决定的音速参数的适当的值,来重构所划分出的各区域的图像。之后,将划分出的各区域的图像结合来生成整体的广域图像50。
或者,例如也可以基于针对全部的关心区域24分别单独地决定的音速参数的适当的值来决定音速参数的一个选择值。作为一个选择值,例如列举多个音速参数中的代表值、多个音速参数的最小值以上且最大值以下的范围内的一个值、多个音速参数的平均值等。也可以基于像这样决定的音速参数的选择值来重构广域图像50。
(S560:广域图像重构工序)
接着,根据需要使音速参数的适当的值的分布显示于广域图像50内。作为使音速参数的适当的值的分布显示的方法,例如列举按音速参数的每个规定范围使颜色不同的方法、按音速参数的每个规定范围使颜色的浓度不同的方法等。
(2)通过本实施方式得到的效果
在本实施方式中,针对多个关心区域24,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像40。由此,能够针对多个关心区域24分别单独地决定音速参数的适当的值。其结果是,即使根据被检部位110的场所而产生了音速参数的偏差,也能够基于与各个场所相应的音速参数的适当的值,来重构出整体的图像质量良好的广域图像50。
并且,通过一边按各个场所单独地变更音速参数,一边依次重构关心区域图像40,由此不仅能够实时地掌握被检部位110的由面内方向引起的差异,也能够在图像重构中实时地掌握被检部位110的深度方向的差异。
另外,通过在图像生成程序中赋予用于记录按各个场所单独地决定的音速参数的适当的值的功能,也能够求出被检体100的音速参数分布,并作为图像进行呈现。例如,当假定软组织中产生了癌的状态时,软组织中的音速慢,但是组织硬的癌中的音速快。也能够绘制出这样的软组织中的由癌引起的音速的差异。
<本发明的第三实施方式>
接着,说明本发明的第三实施方式。
(1)图像生成方法[本实施方式的概要]
在本实施方式中,例如,受理音速参数的变更范围和变更幅度中的至少任一者的变更条件,之后一边在该变更条件下自动地变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构关心区域图像40。
[本实施方式的具体的图像生成方法]
使用图10说明本实施方式的具体的图像生成方法。
(S412~S440:关心区域图像重构工序)
受理在临时的测定图像20内对关心区域24的指定后,受理在后述的关心区域图像40的重构时使用的音速参数的变更范围和变更幅度中的至少任一者的变更条件(S412)。
即,在本实施方式中,不是用户使用用于变更音速参数的音速变更GUI 30来改变音速参数,而是预先决定音速参数的变更范围和变更幅度,之后自动地使音速参数变化。此处所说的“变更范围”是指使音速参数变化时的最小值以上且最大值以下的范围,“变更幅度”是指使音速参数自动地递增时的增量幅度。
作为受理音速参数的变更条件的方法,例如与第一实施方式中的利用音速变更GUI 30的方法同样地,列举在文本框内直接输入数值的方法、点击用于使数值增加和减少的按钮的方法、通过点击着滑动条的状态下进行拖动来变更条件的方法、使鼠标滚轮转动来变更条件的方法等。此外,不限于上述方法,只要能够使变更条件所涉及的数值变化,则可以使用任意的方法。或者,也可以不是利用GUI的方法,而是使用另外准备设定文件并读取该设定信息文件的方法。
在受理音速参数的变更条件后,一边在该变更条件下自动地变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构关心区域图像40。
具体地说,在受理音速参数的变更条件后,以用户在显示部720的画面上按下开始按钮等的操作为触发,来自动地变更音速参数,并设定规定的音速参数(S416)。基于自动地变更后的音速参数来重构关心区域图像40,并显示于显示部720的规定的画面上(S420)。接着,由用户对重构出的关心区域图像40的图像质量进行判断(S440)。在关心区域图像40的图像质量不良的情况下(S440:“不良”),再次进行音速参数的自动变更和设定(S410),重复此后的循环。
(S470:适当值决定工序)
用户一边观看连续地变化的关心区域图像40,一边在成为关心区域图像40的图像质量良好的状态的定时(S440:“良好”),在显示部720的画面上按下停止按钮。以用户的这一操作为触发,来使音速参数的自动变更和关心区域图像40的依次重构停止。将像这样使自动地变更的音速参数停止时的该音速参数决定为音速参数的适当的值。
(2)通过本实施方式得到的效果
在本实施方式中,一边在由用户指定的变更条件下自动地变更音速参数,一边依次重构关心区域图像40。用户可以在最初仅指定变更条件,在进行关心区域图像40的重构时,不需要对第一实施方式那样的音速变更GUI 30进行输入或操作。也就是说,能够减轻音速参数的变更中的用户的操作负担。
另外,在本实施方式中,仅通过用户基于关心区域图像40的图像质量来停止音速参数的自动变更,就能够决定音速参数的适当的值。也就是说,在音速参数的适当的值的决定中也能够减轻用户的负担。
(3)本实施方式的变形例
在上述的实施方式的关心区域图像重构工序S412~S440中,说明了基于自动地变更后的音速参数来依次重构关心区域图像40并显示于规定的画面上的情况,但是不限于该情况。
例如,当用户在显示部720的画面上按下开始按钮时,基于各个音速参数得到的关心区域24的体数据的MIP图像作为静止图像被保存于存储装置704。该静止图像能够使用通用的图像查看器进行浏览。通过该功能,能够事后验证第三实施方式中所决定的音速参数。
此外,本变形例所记述的按每个音速参数将MIP图像保存于存储装置704的功能在其它实施方式中也能够作为追加功能来采用。
<本发明的第四实施方式>
接着,说明本发明的第四实施方式。
(1)图像生成方法[本实施方式的概要]
在本实施方式中,例如搭载当用户按下开始按钮时能够针对基于各个音速参数得到的关心区域24自动地决定音速参数的适当的值的自动对焦功能。在该自动对焦中,优选使用RAM 703上的图像来实时地进行分析。但是,也可以采用如下方法:将MIP图像作为静止图像保存于存储装置704,在一系列的静止图像的保存完成之后,通过图像分析自动地决定焦点(即,决定音速参数的适当的值)。为了实现该自动对焦,用户指定关心区域24,并且指定要关注关心区域24内的哪个图像(部位)(在对象为血管的情况下,要关注哪个血管进行自动对焦处理)。
[本实施方式的具体的图像生成方法]
使用图11说明本实施方式的具体的图像生成方法。
(S412~S454:关心区域图像重构工序)
受理在临时的测定图像20内对关心区域24的指定后,受理在关心区域图像40的重构时使用的音速参数的变更范围和变更幅度中的至少任一者的变更条件(S412)。
在受理音速参数的变更条件后,受理在关心区域24内对被检部位110的关注部位的指定(S414)。此处所说的“关注部位”例如是指规定的血管及其周边部位等。作为关注部位的指定受理方法,没有特别限定,但是例如列举用户通过指示器点击关注部位的方法等。
在受理对关注部位的指定后,进行上述的自动对焦。即,一边在音速参数的变更条件下自动地变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构关心区域图像40。一边像这样依次重构关心区域图像40,一边基于关心区域图像40的分辨率以外的图像质量来自动地决定音速参数的适当的值。例如,基于关心区域图像40中的关注部位的分辨率以外的图像质量,来自动地决定音速参数的适当的值。
具体地说,在受理音速参数的变更条件后,以用户在显示部720的画面上按下开始按钮等的操作为触发,来自动地变更音速参数,并设定规定的音速参数(S416)。基于自动地变更后的音速参数来重构关心区域图像40,并显示于显示部720的规定的画面上(S420)。接着,针对依次重构的关心区域图像40自动地分析关注部位的分辨率以外的图像质量,并判断该自动分析结果是否良好(S452)。
作为自动对焦中的自动分析处理的一例,考虑下面的处理。首先,关于所指定的多个血管及其周边的部位,求出以初始值的音速参数重构出的关心区域图像40中的对比度。接着,求出对比度的总和值并存储于RAM 703。接着,自动地变更音速参数,进行关心区域图像40的重构,再次求出对比度的总和值。作为最新的对比度的总和值,如果得到比前次处理的对比度的总和值高的值,则将此时的音速参数存储为更优选的音速参数。通过重复进行该循环,将对比度的总和值为最大时的音速参数决定为音速参数的适当的值,并将该值存储于存储装置704。另外,基于音速参数的适当的值来重构关心区域图像40,并显示于显示部720的规定的画面上。如上面那样,例如能够利用关注部位与背景的对比度高、且边缘变得尖锐等关心区域图像40的特征,通过图像处理来检测最佳焦点位置(即,音速参数的适当的值)。
然而,在自动对焦的自动分析处理中,有时图像质量的自动判定会多次成为局部最小值而未达到真正的最佳条件。因此,优选的是事先赋予在自动对焦后输出了错误的数值时进行修正并重新计算的功能。
具体地说,在关注部位的图像质量的自动分析结果不良的情况下(S452:“不良”),再次进行音速参数的自动变更和设定(S416),重复此后的循环。
另一方面,在关注部位的图像质量的自动分析结果良好的情况下(S452:“不良”),用户确认关心区域图像40。在用户判断为关心区域图像40不良的情况下(S454:“不良”),再次受理音速参数的变更条件(S412),重复此后的循环。
(S540:广域图像重构工序)
在用户判断为关心区域图像40良好的情况下(S454:“良好”),基于通过上述的自动对焦决定的音速参数的适当的值来重构广域图像50。
(2)通过本实施方式得到的效果
在本实施方式中,通过自动对焦功能,针对关心区域图像40,基于关注部位的分辨率以外的图像质量来自动地决定音速参数的适当的值。由此,能够减轻音速参数的适当的值的决定中的用户的负担。
另外,通过基于关注部位的图像质量来自动地决定音速参数的适当的值,由此无需用户目视确认就能够容易地重构出提高了关注部位的视觉确认性的广域图像50。
另外,如果事先将自动地对关注部位的图像质量进行分析时的基准进行数值化,则即使在被检体100改变的情况下,也能够将拍摄多个被检体100得到的广域图像50彼此在共同的图像质量条件下进行比较。
<其它实施方式>
上面具体地说明了本发明的实施方式。然而,本发明不限定于上述的实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。此外,下面没有特别限定地说的“上述的实施方式”包括全部的实施方式。
在上述的实施方式中,记述了假定音波基于一个音速参数在介质中传输的重构处理,但是不限于该情况。也可以如以往的超声波装置中所报告的那样,在多层结构的情况下使用各个音速参数进行图像重构。
在上述的实施方式中,说明了光声成像装置10被构成为PAT装置的情况,但是光声成像装置10只要能够测定声波即可,也可以构成为PAT装置以外的装置。例如,光声成像装置10也可以构成为如下的超声波回波成像装置:对被检体100的规定的被检部位110照射声波(超声波),接收从被照射的部分反射或散射回的声波(反射波)。
在上述的实施方式中,说明了光声成像装置10具有测定声波的功能和进行图像生成的功能这两方的情况,但是执行上述的图像生成处理的图像生成装置也可以与声波测定装置分开设置。换言之,上述的图像生成处理可以使用与声波测定装置连接的计算机,也可以使用其它计算机。
在上述的第三实施方式和第四实施方式中,说明了一边在从用户处受理到的音速参数的变更条件下自动地变更音速参数一边依次重构关心区域图像40的情况,但是不限于该情况。例如,也可以一边以预先设定的变更范围和变更幅度自动地变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数依次重构关心区域图像40。由此能够进一步减轻用户的负担。
在上述的实施方式中,说明了受理在临时的测定图像20内对多个关心区域24的指定的情况,但是不限于该情况。例如,在重构临时的测定图像20时,即使只是使用于重构临时的测定图像20的每单位面积的计算量少于用于重构关心区域图像40的每单位面积的计算量,也能够快速地重构出图像质量良好的广域图像50。因而,在该情况下,也可以受理在临时的测定图像20内对仅一个关心区域24的指定。
在上述的实施方式中,说明了在重构临时的测定图像20时使用于重构临时的测定图像20的每单位面积的计算量少于用于重构关心区域图像40的每单位面积的计算量的情况,但是不限于该情况。例如,受理在被检部位110的摄像区域内对多个关心区域24的指定,即使仅通过重构多个关心区域图像40,也能够快速地重构出图像质量良好的广域图像50。因而,在该情况下,也可以不使用于重构临时的测定图像20的每单位面积的计算量减少地重构临时的测定图像20。另外,在该情况下,在受理对多个关心区域24的指定时,用于区域指定的信号数据与用于最终的图像重构的信号数据不需要一致。因此,也可以不必一定是上述的实施方式中所说明的受理在临时的测定图像20内对多个关心区域24的指定。
<本发明的优选的方式>
下面,对本发明的优选的方式进行附记。
(附记1)
一种图像生成方法,基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:
基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;
受理在所述临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在重构所述临时的测定图像的工序中,
使用于重构所述临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构所述关心区域图像的每单位面积的计算量。
(附记2)
根据附记1所记载的图像生成方法,其中,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
增大所述临时的测定图像的像素尺寸。
(附记3)
根据附记1所记载的图像生成方法,其中,
还具有以下工序:作为所述信号数据,准备在被重构为同一像素的位置叠加有多个信号的数据,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
减少在所述临时的测定图像的同一像素的重构中使用的所述信号数据的叠加数。
(附记4)
根据附记1所记载的图像生成方法,其中,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
使所述被检部位的深度方向上的所述信号数据的范围变窄。
(附记5)
根据附记1所记载的图像生成方法,其中,
还具有以下工序:作为所述信号数据,准备包括由多个传感器接收到的多个信号的数据,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
基于所述多个信号中的一部分信号来重构所述临时的测定图像。
(附记6)
根据附记1所记载的图像生成方法,其中,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
通过由实际空间的滤波器进行用于去除噪声的滤波,由此重构所述临时的测定图像。
(附记7)
根据附记1~6中的任一项所记载的图像生成方法,其中,
在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理对多个关心区域的指定。
(附记8)
根据附记7所记载的图像生成方法,其中,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的工序中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
(附记9)
一种图像生成方法,基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的工序中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
(附记10)
根据附记7所记载的图像生成方法,其中,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
(附记11)
一种图像生成方法,基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
(附记12)
根据附记9或11所记载的图像生成方法,其中,
还具有以下工序:基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像,
在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理在所述临时的测定图像内对所述关心区域的指定。
(附记13)
根据附记7~12中的任一项所记载的图像生成方法,其中,
在重构所述关心区域图像的工序中,
使所述多个关心区域以彼此的间隔比在以与实际空间中的位置关系相等的位置关系进行了图像重构时的所述多个关心区域彼此的间隔更近的方式图像显示于规定的画面上。
(附记14)
根据附记1~13中的任一项所记载的图像生成方法,其中,
在重构所述关心区域图像的工序中,
一边受理所述音速参数的任意的变更,一边基于该变更后的音速参数来依次重构所述关心区域图像。
(附记15)
根据附记1~13中的任一项所记载的图像生成方法,其中,
重构所述关心区域图像的工序具有以下工序:
受理所述音速参数的变更范围和变更幅度中的至少任一者的变更条件;以及
一边在所述变更条件下自动地变更所述音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构所述关心区域图像。
(附记16)
根据附记1~13中的任一项所记载的图像生成方法,其中,
在重构所述关心区域图像的工序中,
一边以预先设定的变更范围和变更幅度自动地变更所述音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构所述关心区域图像。
(附记17)
根据附记15或16所记载的图像生成方法,其中,
在决定所述音速参数的所述适当的值的工序中,
将使自动地变更的所述音速参数停止时的该音速参数决定为所述适当的值。
(附记18)
根据附记15或16所记载的图像生成方法,其中,
在决定所述音速参数的所述适当的值的工序中,
基于所述关心区域图像的分辨率以外的图像质量来自动地决定所述音速参数的所述适当的值。
(附记19)
根据附记18所记载的图像生成方法,其中,
还具有受理在所述关心区域内对所述被检部位的关注部位的指定的工序,
在决定所述音速参数的所述适当的值的工序中,
基于所述关注部位的分辨率以外的图像质量来自动地决定所述音速参数的所述适当的值。
(附记20)
一种图像生成程序、或者记录有该程序的计算机可读取的记录介质,所述图像生成程序用于基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成程序使计算机执行以下过程:
基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;
受理在所述临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在重构所述临时的测定图像的过程中,
使用于重构所述临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构所述关心区域图像的每单位面积的计算量。
(附记21)
一种图像生成程序、或者记录有该程序的计算机可读取的记录介质,所述图像生成程序用于基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成程序使计算机执行以下过程:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的过程中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的过程中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的过程中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
(附记22)
一种图像生成程序、或者记录有该程序的计算机可读取的记录介质,所述图像生成程序用于基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成程序使计算机执行以下过程:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的过程中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的过程中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
(附记23)
一种图像生成装置,具备处理部,所述处理部基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,
所述处理部执行以下处理:
基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;
受理在所述临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在重构所述临时的测定图像的处理中,
使用于重构所述临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构所述关心区域图像的每单位面积的计算量。
(附记24)
一种图像生成装置,具备处理部,所述处理部基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,
所述处理部执行以下处理:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的处理中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的处理中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的处理中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
(附记25)
一种图像生成装置,具备处理部,所述处理部基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,
所述处理部执行以下处理:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的处理中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的处理中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
附图标记说明
10:光声成像装置;20:测定图像;22:像素;24:关心区域;40:关心区域图像;50:广域图像;100:被检体;110:被检部位;120:音源;200:支承台;210:支承面;220:开口;300:传感器单元;310:声匹配材料;320:容器;340(340i):传感器;360:元件保持部;380:扫描机构;400:分离部;410:声匹配材料;420:分离膜;620:光源;640:光学系统;660:光射出口;700:处理部;701:CPU;703:RAM;704:存储装置;705:I/O端口;709:计算机;710:信号处理部;720:显示部;740:输入部。
Claims (21)
1.一种图像生成方法,基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:
基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;
受理在所述临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在重构所述临时的测定图像的工序中,
使用于重构所述临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构所述关心区域图像的每单位面积的计算量。
2.根据权利要求1所述的图像生成方法,其中,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
增大所述临时的测定图像的像素尺寸。
3.根据权利要求1所述的图像生成方法,其中,
还具有以下工序:作为所述信号数据,准备在被重构为同一像素的位置叠加有多个信号的数据,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
减少在所述临时的测定图像的同一像素的重构中使用的所述信号数据的叠加数。
4.根据权利要求1所述的图像生成方法,其中,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
使所述被检部位的深度方向上的所述信号数据的范围变窄。
5.根据权利要求1所述的图像生成方法,其中,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
通过由实际空间的滤波器进行用于去除噪声的滤波,由此重构所述临时的测定图像。
6.根据权利要求1所述的图像生成方法,其中,
还具有以下工序:作为所述信号数据,准备包括由多个传感器接收到的多个信号的数据,
在重构所述临时的测定图像的工序中,
基于所述多个信号中的一部分信号来重构所述临时的测定图像。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的图像生成方法,其中,
在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理对多个关心区域的指定。
8.根据权利要求7所述的图像生成方法,其中,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的工序中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
9.一种图像生成方法,基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的工序中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
10.根据权利要求7所述的图像生成方法,其中,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
11.一种图像生成方法,基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成方法具有以下工序:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的工序中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
12.根据权利要求9或11所述的图像生成方法,其中,
还具有以下工序:基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像,
在受理对所述关心区域的指定的工序中,
受理在所述临时的测定图像内对所述关心区域的指定。
13.根据权利要求1~12中的任一项所述的图像生成方法,其中,
在重构所述关心区域图像的工序中,
一边受理所述音速参数的任意的变更,一边基于该变更后的音速参数来依次重构所述关心区域图像。
14.根据权利要求1~12中的任一项所述的图像生成方法,其中,
重构所述关心区域图像的工序具有以下工序:
受理所述音速参数的变更范围和变更幅度中的至少任一者的变更条件;以及
一边在所述变更条件下自动地变更所述音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构所述关心区域图像。
15.根据权利要求1~12中的任一项所述的图像生成方法,其中,
在重构所述关心区域图像的工序中,
一边以预先设定的变更范围和变更幅度自动地变更所述音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构所述关心区域图像。
16.一种图像生成程序,用于基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成程序使计算机执行以下过程:
基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;
受理在所述临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在重构所述临时的测定图像的过程中,
使用于重构所述临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构所述关心区域图像的每单位面积的计算量。
17.一种图像生成程序,用于基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成程序使计算机执行以下过程:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的过程中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的过程中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的过程中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
18.一种图像生成程序,用于基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,所述图像生成程序使计算机执行以下过程:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的过程中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的过程中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
19.一种图像生成装置,具备处理部,所述处理部基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,
所述处理部执行以下处理:
基于所述信号数据来重构由声音图像构成的临时的测定图像;
受理在所述临时的测定图像内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在重构所述临时的测定图像的处理中,
使用于重构所述临时的测定图像的每单位面积的计算量少于用于重构所述关心区域图像的每单位面积的计算量。
20.一种图像生成装置,具备处理部,所述处理部基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,
所述处理部执行以下处理:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的处理中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的处理中,
针对所述多个关心区域,基于共同地设定的音速参数来重构多个关心区域图像,
在决定所述音速参数的所述适当的值的处理中,
针对所述多个关心区域决定共同的音速参数的适当的值。
21.一种图像生成装置,具备处理部,所述处理部基于测定规定的被检部位所得到的声波的信号数据来生成声音图像,
所述处理部执行以下处理:
受理在所述被检部位的摄像区域内对局部的关心区域的指定;
针对所述关心区域,一边变更音速参数,一边基于该变更后的音速参数来依次重构由声音图像构成的关心区域图像;
基于所述关心区域图像来决定所述音速参数的适当的值;以及
基于所述音速参数的所述适当的值来重构比所述关心区域广的区域的声音图像,
其中,在受理对所述关心区域的指定的处理中,
受理对多个关心区域的指定,
在重构所述关心区域图像的处理中,
针对所述多个关心区域,基于分别单独地设定的音速参数来重构多个关心区域图像。
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