JP2012196428A - 断層画像生成装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トリガ制御回路28は、光トリガ信号を出力し、被検体に対する光照射を行わせる。サンプリング制御回路29は、サンプリングトリガ信号を出力する。AD変換手段22は、光音響信号のサンプリングを開始して、サンプリングした光音響信号を受信メモリ23に格納する。トリガ制御回路28は、AD変換手段22のサンプリングが継続している状態で超音波トリガ信号を出力し、被検体に対して超音波を送信させる。AD変換手段22は、光音響信号と連続して反射音響信号をサンプリングし、サンプリングした反射音響信号を受信メモリ23に格納する。光音響画像生成手段25及び超音波画像生成手段26は、受信メモリ23に格納されたデータに基づいて、光音響画像及び超音波画像を生成する。
【選択図】図1
Description
11:プローブ
12:超音波ユニット
13:レーザユニット
14:画像表示手段
21:受信回路
22:AD変換手段
23:受信メモリ
24:データ分離手段
25:光音響画像生成手段
26:超音波画像生成手段
27:画像合成手段
28:トリガ制御回路
29:サンプリング制御回路
30:送信制御回路
31:制御手段
32:フラッシュランプ
33:Qスイッチ
34:ADクロック制御回路
50:被検体
51:光吸収体
52:反射体
53:導光板
54:光ファイバ
61:レーザロッド
62:フラッシュランプ
63、64:ミラー
65:Qスイッチ
66:波長選択素子
67:駆動手段
68:駆動状態検出手段
69:BPF制御回路
251:光音響画像再構成手段
252:検波・対数変換手段
253:光音響画像構築手段
254:2波長データ複素数化手段
255:強度情報抽出手段
256:2波長データ演算手段
261:1/2リサンプル手段
262:超音波画像再構成手段
263:検波・対数変換手段
264:超音波画像構築手段
Claims (20)
- 被検体に対して照射すべき光を出射する光源ユニットと、
前記被検体に対して超音波の送信を行う超音波送信部と、
前記レーザ光の照射により前記被検体内で生じた光音響信号、及び前記送信された超音波に対する反射音響信号を検出する音響信号検出部と、
前記光源ユニットに対して光出射を指示する光トリガ信号を出力し、かつ、前記超音波送信部に対して超音波送信を指示する超音波トリガ信号を出力するトリガ制御部と、
前記音響信号検出部が検出した光音響信号及び反射音響信号をサンプリングし、該サンプリングした光音響信号及び反射音響信号を両者に共通のメモリに格納するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段に対してサンプリング開始を指示するサンプリングトリガ信号を出力するサンプリング制御手段と、
前記メモリに格納された光音響信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像生成手段と、
前記メモリに格納された反射音響信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成手段とを備え、
前記トリガ制御手段が、前記光トリガ信号と前記超音波トリガ信号のうちの一方を出力した後、前記サンプリング手段がサンプリングを継続している状態で、前記光トリガ信号と前記超音波トリガ信号のうちの他方を出力し、前記サンプリング手段が、サンプリングを中断することなく、前記光音響信号と前記反射音響信号とを連続的にサンプリングすることを特徴とする断層画像生成装置。 - 前記サンプリング制御手段が、前記光トリガ信号と前記超音波トリガ信号のうちの一方が出力されるタイミングと所定の時間関係にあるタイミングで前記サンプリングトリガ信号を出力し、前記トリガ制御手段が、前記サンプリングトリガ信号が出力されるタイミングから所定時間が経過したタイミングで前記光トリガ信号と前記超音波トリガ信号のうちの他方を出力するものであることを特徴とする請求項1に記載の断層画像生成装置。
- 前記サンプリング手段が、前記光音響信号と前記反射音響信号とを同一のサンプリングレートでサンプリングするものであり、
前記超音波画像生成手段が、前記サンプリングされた反射音響信号を1/2にリサンプルする1/2リサンプル手段を含み、1/2にリサンプルされた反射音響信号に基づいて前記超音波画像を生成するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の断層画像生成装置。 - 前記1/2リサンプル手段が、前記サンプリングされた反射音響信号を時間軸方向に1/2に圧縮するものであることを特徴とする請求項3に記載の断層画像生成装置。
- 前記サンプリング手段におけるサンプリングレートを制御するサンプリングレート制御手段であって、前記サンプリング手段が前記反射音響信号をサンプリングする際のサンプリングレートを、前記光音響信号をサンプリングする際のサンプリングレートの半分にするサンプリングレート制御手段を更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の断層画像生成装置。
- 前記サンプリングレート制御手段が、前記超音波トリガ信号又は被検体に対する光照射に同期して、前記サンプリングレートを制御するものであることを特徴とする請求項5に記載の断層画像生成装置。
- 前記トリガ制御手段が、前記光トリガ信号の出力に後続して前記超音波トリガ信号を出力することを特徴とする請求項1から6何れかに記載の断層画像生成装置。
- 前記トリガ制御手段が、前記超音波トリガ信号の出力に後続して前記光トリガ信号を出力することを特徴とする請求項1から6何れかに記載の断層画像生成装置。
- 前記超音波送信部から超音波の送信を行う範囲と、前記音響信号検出部が前記光音響信号及び反射音響信号の検出を行う範囲とがそれぞれ複数の領域に分割されており、該分割された領域ごとに、前記トリガ制御手段が前記光トリガ信号と前記超音波トリガ信号とを出力し、前記サンプリング制御手段がサンプリングトリガ信号を出力するものであることを特徴とする請求項1から8何れかに記載の断層画像生成装置。
- 前記メモリに格納された光音響信号と反射音響信号とを分離するデータ分離手段を更に備えることを特徴とする請求項1から9何れかに記載の断層画像生成装置。
- 前記光音響画像と前記超音波画像とを合成する画像合成手段を更に備えることを特徴とする請求項1から10何れかに記載の断層画像生成装置。
- 前記光源が、相互に異なる複数の波長の光を出射するものであることを特徴とする請求項1から11何れかに記載の断層画像生成装置。
- 前記光源が、レーザ媒質と、該レーザ媒質を励起する励起手段と、光共振器を構成する一対のミラーと、前記光共振器内に配置された波長選択素子とを含むことを特徴とする請求項12に記載の断層画像生成装置。
- 前記波長選択素子が、透過波長が相互に異なる複数のバンドパスフィルタを含んでおり、前記光源が、前記光共振器の光路上に挿入されるバンドパスフィルタが所定の順序で順次に切り替わるように前記波長選択素子を駆動する駆動手段を更に有することを特徴とする請求項13に記載の断層画像生成装置。
- 前記波長選択素子が、回転変位に伴って前記光共振器の光路上に選択的に挿入するバンドパスフィルタを切り替えるフィルタ回転体で構成され、前記駆動手段が前記フィルタ回転体を回転駆動するものであることを特徴とする請求項14に記載の断層画像生成装置。
- 前記光音響画像生成手段が、被検体に照射された複数の波長の光に対して前記音響信号検出部で検出された、複数の波長のそれぞれに対応した光音響信号間の相対的な信号強度の大小関係を抽出する2波長データ演算手段を含み、該2波長データ演算手段で抽出された相対的な信号強度の大小関係に基づいて光音響画像を生成するものであることを特徴とする請求項12から15何れかに記載の断層画像生成装置。
- 前記光音響画像生成手段が、複数の波長のそれぞれに対応した光音響信号に基づいて信号強度を示す強度情報を生成する強度情報抽出手段を更に含み、前記光音響画像の各画素の階調値を前記強度情報に基づいて決定すると共に、各画素の表示色を前記相対的な信号強度の大小関係に基づいて決定するものであることを特徴とする特徴とする請求項16に記載の断層画像生成装置。
- 前記光源が出射すべき光の波長が第1の波長と第2の波長を含み、
前記光音響画像生成手段が、前記第1の波長のパルスレーザ光が被検体に照射されたときに前記音響信号検出部で検出された第1の光音響信号と、前記第2の波長のパルスレーザ光が被検体に照射されたときに前記音響信号検出部で検出された第2の光音響信号とのうちの何れか一方を実部、他方を虚部とした複素数データを生成する複素数化手段と、前記複素数データからフーリエ変換法により再構成画像を生成する再構成手段とを更に含み、
前記強度比抽出手段が、前記再構成画像から前記大小関係としての位相情報を抽出し、前記強度情報抽出手段が、前記再構成画像から前記強度情報を抽出するものであることを特徴とする請求項17記載の光音響画像生成装置。 - 前記音響信号検出部の音響信号検出素子が、前記超音波送信部の超音波送信素子を兼ねることを特徴とする請求項1から18何れかに記載の光音響画像生成装置。
- 被検体に対する光の照射、及び、被検体に対する超音波の送信のうちの一方を実施するステップと、
前記光の照射又は超音波の送信タイミングに合わせてサンプリング手段におけるサンプリングを開始させるステップと、
前記サンプリング手段により、前記光の照射により前記被検体内で生じた光音響信号、又は、前記送信された超音波に対する反射音響信号の一方をサンプリングし、該サンプリングした光音響信号又は反射音響信号の一方をメモリに格納するステップと、
前記サンプリング手段がサンプリングを継続している状態で、被検体に対する光の照射、及び、被検体に対する超音波の送信のうちの他方を実施するステップと、
前記サンプリング手段により、前記光音響信号又は反射音響信号の一方のサンプリングと連続して、前記光音響信号又は前記反射音響信号の他方をサンプリングし、該サンプリングした前記光音響信号又は前記反射音響信号の他方を前記メモリに格納するステップと、
前記メモリに格納された光音響信号及び超音波信号に基づいて、光音響画像及び超音波画像を生成するステップとを有する断層画像生成方法。
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