JP2012231879A - Photoacoustic imaging method and device - Google Patents

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和弘 広田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform imaging by superimposing optical absorber information in a living body on a reflection ultrasonic image by efficiently reconstituting a photoacoustic image and the reflection ultrasonic image.SOLUTION: A photoacoustic imaging device 10 having means 13, 21, 22 for irradiating a subject with pulse light, detecting acoustic waves emitted from the subject at the time, and generating photoacoustic data includes: means 11, 21, 22 for transmitting ultrasonic waves to the subject, detecting reflection ultrasonic waves reflected against the subject, and obtaining ultrasonic data; and a complex number conversion means 25 for generating complex number data where the reflection ultrasonic data is defined as a real part and the photoacoustic data is defined as an imaginary part. The device also includes: an image reconstitution means 26 for obtaining a reconstitution image from the complex number data by a Fourier transformation method; a phase information extraction means 71 for extracting phase information from the reconstitution image; and a display control means 73 for allowing an image display means 14 to display an image to which a color table is applied based on the phase information.

Description

本発明は光音響画像化方法すなわち、生体組織等の被検体に光を照射し、光照射に伴って発生する音響波に基づいて被検体を画像化する方法に関するものである。   The present invention relates to a photoacoustic imaging method, that is, a method of irradiating a subject such as a living tissue with light and imaging the subject based on an acoustic wave generated by the light irradiation.

また本発明は、光音響画像化方法を実施する装置に関するものである。   The present invention also relates to an apparatus for performing a photoacoustic imaging method.

従来、例えば特許文献1や非特許文献1に示されているように、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響画像化装置が知られている。この光音響画像化装置においては、例えばパルスレーザ光等のパルス光が生体に照射される。このパルス光の照射を受けた生体内部では、パルス光のエネルギーを吸収した生体組織が熱によって体積膨張し、音響波を発生する。そこで、この音響波を超音波プローブなどで検出し、それにより得られた電気的信号(光音響信号)に基づいて生体内部を可視像化することが可能となっている。光音響画像化方法は、特定の吸光体から放射される音響波のみに基づいて画像を構築するようにしているので、生体における特定の組織、例えば血管等を画像化するのに好適である。   Conventionally, as shown in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, for example, a photoacoustic imaging apparatus that images the inside of a living body using a photoacoustic effect is known. In this photoacoustic imaging apparatus, a living body is irradiated with pulsed light such as pulsed laser light. Inside the living body that has been irradiated with the pulsed light, the living tissue that has absorbed the energy of the pulsed light undergoes volume expansion due to heat and generates acoustic waves. Therefore, it is possible to detect the acoustic wave with an ultrasonic probe or the like and visualize the inside of the living body based on the electrical signal (photoacoustic signal) obtained thereby. The photoacoustic imaging method is suitable for imaging a specific tissue in a living body, such as a blood vessel, since an image is constructed based only on an acoustic wave emitted from a specific light absorber.

ところで、光音響画像には、光吸収体である生体中の血管等を抽出して表示できる利点がある一方、血管のみが表示されることになる。この点に鑑みて従来、血管を通常の反射超音波画像に重ね合わせて表示する技術も提案されており、特許文献2にはその一例が開示されている。   By the way, the photoacoustic image has an advantage that blood vessels and the like in the living body that are light absorbers can be extracted and displayed, but only the blood vessels are displayed. In view of this point, a technique for superimposing and displaying blood vessels on a normal reflected ultrasound image has been proposed, and Patent Document 2 discloses an example thereof.

特開2005−21380号公報JP 2005-21380 A 特表2010−512929号公報Special table 2010-512929

A High-Speed Photoacoustic Tomography System based on a Commercial Ultrasound and a Custom Transducer Array, Xueding Wang, Jonathan Cannata, Derek DeBusschere, Changhong Hu, J. Brian Fowlkes, and Paul Carson, Proc. SPIE Vol. 7564, 756424 (Feb.23, 2010)A High-Speed Photoacoustic Tomography System based on a Commercial Ultrasound and a Custom Transducer Array, Xueding Wang, Jonathan Cannata, Derek DeBusschere, Changhong Hu, J. Brian Fowlkes, and Paul Carson, Proc.SPIE Vol. 7564, 756424 (Feb. 23, 2010)

しかし、上記特許文献2に示される従来技術においては、反射超音波画像と光音響画像をそれぞれ再構成したのちに重ね合わせているため、画像再構成を2回行う必要があり、演算のための大容量の記憶手段が必要になったり、あるいは演算処理に時間が掛かる、といった問題が認められている。   However, in the prior art disclosed in Patent Document 2, since the reflected ultrasonic image and the photoacoustic image are reconstructed and then superimposed, it is necessary to perform image reconstruction twice. Problems such as the need for large-capacity storage means or the time required for arithmetic processing are recognized.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、反射超音波画像と光音響画像を効率良く再構成し、生体内の光吸収体を情報を反射超音波画像に重畳して表示する光音響画像化方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and efficiently reconstructs a reflected ultrasonic image and a photoacoustic image, and displays a light absorber in a living body by superimposing information on the reflected ultrasonic image. It is an object to provide an acoustic imaging method.

また本発明は、そのような光音響画像化方法を実施することができる光音響画像化装置を提供することを目的とするものである。   It is another object of the present invention to provide a photoacoustic imaging apparatus that can implement such a photoacoustic imaging method.

本発明による光音響画像化方法は、
被検体にその内部で吸収される波長のパルス光を照射し、それにより被検体から発せられた音響波を検出して光音響データを得、この光音響データに基づいて前記被検体を画像化して画像表示手段に表示する光音響画像化方法において、
前記被検体に向けて超音波を送信し、それにより被検体で反射した反射超音波を検出して超音波データを得、
前記超音波データおよび光音響データの一方を実部とし他方を虚部とした複素数データを作成し、
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得、
この再構成画像から位相情報を抽出し、
前記位相情報に基づいたカラーマップを被検体画像に適用して画像表示手段に表示することを特徴とするものである。
The photoacoustic imaging method according to the present invention comprises:
The object is irradiated with pulsed light having a wavelength that is absorbed inside the object, thereby detecting an acoustic wave emitted from the object to obtain photoacoustic data, and imaging the object based on the photoacoustic data. In the photoacoustic imaging method for displaying on the image display means,
Transmitting ultrasonic waves toward the subject, thereby detecting reflected ultrasonic waves reflected by the subject to obtain ultrasonic data;
Create complex data with one of the ultrasonic data and photoacoustic data as a real part and the other as an imaginary part,
Reconstructed image is obtained from the complex data by Fourier transform method,
Extract phase information from this reconstructed image,
A color map based on the phase information is applied to the subject image and displayed on the image display means.

なお、この本発明による光音響画像化方法においては、前記再構成画像からさらに強度情報を抽出し、前記位相情報に基づいたカラーマップを前記強度情報に適用して画像表示手段に表示することが望ましい。   In the photoacoustic imaging method according to the present invention, intensity information is further extracted from the reconstructed image, and a color map based on the phase information is applied to the intensity information and displayed on the image display means. desirable.

そして、そのようにする場合は、前記強度情報として最大強度を持つ点について、前記位相情報が示す位相が大であるほど色相が強調されるカラーマップを適用することがより望ましい。   In such a case, it is more desirable to apply a color map in which the hue is emphasized as the phase indicated by the phase information is larger at the point having the maximum intensity as the intensity information.

また本発明の光音響画像化方法においては、前記パルス光として、被検体の相異なる2つの部分での吸収特性が互いに異なる波長のパルス光を用いることが望ましい。その場合、前記2つの部分がヒトの動脈と静脈であるならば、前記パルス光の中心波長を756nmとすることが特に好ましい。   Further, in the photoacoustic imaging method of the present invention, it is desirable to use pulsed light having wavelengths with different absorption characteristics at two different portions of the subject as the pulsed light. In that case, if the two parts are a human artery and a vein, it is particularly preferable that the center wavelength of the pulsed light is 756 nm.

他方、本発明による光音響画像化装置は、
被検体にその内部で吸収される波長のパルス光を照射し、それにより被検体から発せられた音響波を検出して光音響データを得、この光音響データに基づいて前記被検体を画像化して画像表示手段に表示する光音響画像化装置において、
前記被検体に向けて超音波を送信し、それにより被検体で反射した反射超音波を検出して超音波データを得る手段と、
前記超音波データおよび光音響データの一方を実部とし他方を虚部とした複素数データを作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得る画像再構成手段と、
前記再構成画像から位相情報を抽出する位相情報抽出手段と、
前記位相情報に基づいたカラーマップを適用した画像を前記画像表示手段に表示させる表示制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
On the other hand, the photoacoustic imager according to the present invention is:
The object is irradiated with pulsed light having a wavelength that is absorbed inside the object, thereby detecting an acoustic wave emitted from the object to obtain photoacoustic data, and imaging the object based on the photoacoustic data. In the photoacoustic imaging device for displaying on the image display means,
Means for transmitting ultrasonic waves toward the subject, thereby detecting reflected ultrasonic waves reflected by the subject and obtaining ultrasonic data;
Complex number generating means for creating complex number data having one of the ultrasonic data and photoacoustic data as a real part and the other as an imaginary part;
Image reconstruction means for obtaining a reconstructed image from the complex number data by Fourier transform;
Phase information extraction means for extracting phase information from the reconstructed image;
And a display control means for displaying on the image display means an image to which a color map based on the phase information is applied.

なお、この本発明による光音響画像化装置においては、前記再構成画像から強度情報を抽出する強度情報抽出手段がさらに設けられた上で、前記表示制御手段が、前記位相情報に基づいたカラーマップを前記強度情報に適用して表示させるものとされることが望ましい。そして、そのように構成する場合、前記表示制御手段は、前記強度情報として最大強度を持つ点について、前記位相情報が示す位相が大であるほど色相が強調されるカラーマップを適用するものであることが特に望ましい。   In the photoacoustic imaging apparatus according to the present invention, intensity information extracting means for extracting intensity information from the reconstructed image is further provided, and the display control means is a color map based on the phase information. Is preferably applied to the intensity information for display. And when comprised in that way, the said display control means applies the color map with which a hue is emphasized, so that the phase which the said phase information shows is large about the point which has the maximum intensity | strength as said intensity | strength information. It is particularly desirable.

また本発明の光音響画像化装置においては、前記パルス光を発する光源として、被検体の相異なる2つの部分での吸収特性が互いに異なる波長のパルス光を発するものが適用されることが好ましい。その場合、パルス光の中心波長は756nmであることが特に望ましい。   In the photoacoustic imaging apparatus of the present invention, it is preferable that a light source that emits pulsed light having a wavelength different in absorption characteristics at two different portions of the subject is applied as the light source that emits the pulsed light. In that case, the center wavelength of the pulsed light is particularly preferably 756 nm.

本発明による光音響画像化方法によれば、被検体にその内部で吸収される波長のパルス光を照射し、それにより被検体から発せられた音響波を検出して光音響データを得るとともに、被検体に向けて超音波を送信し、それにより被検体で反射した反射超音波を検出して超音波データを得、この超音波データおよび光音響データの一方を実部とし他方を虚部とした複素数データを作成し、この複素数データからフーリエ変換法により再構成画像を得、この再構成画像から抽出した位相情報に基づいたカラーマップを被検体画像に適用して画像表示手段に表示するようにしたので、反射超音波画像と光音響画像とを効率良く高速で再構成し、生体内の光吸収体を情報を反射超音波画像に重畳して表示可能となる。   According to the photoacoustic imaging method of the present invention, the subject is irradiated with pulsed light having a wavelength absorbed therein, thereby detecting the acoustic wave emitted from the subject and obtaining photoacoustic data, Ultrasound is transmitted toward the subject, and reflected ultrasound reflected by the subject is detected to obtain ultrasound data. One of the ultrasound data and photoacoustic data is the real part and the other is the imaginary part. The complex number data is generated, a reconstructed image is obtained from the complex number data by Fourier transform, and a color map based on the phase information extracted from the reconstructed image is applied to the subject image and displayed on the image display means. Therefore, the reflected ultrasonic image and the photoacoustic image can be reconstructed efficiently and at high speed, and the light absorber in the living body can be displayed with the information superimposed on the reflected ultrasonic image.

そして、フーリエ変換法は元より複素数空間で実施されるものであって、光音響データのみから再構成画像を得る場合でも、画像再構成は複素数で処理されている。したがって、本発明方法のように音響波データおよび超音波画像データから画像再構成を行う場合でも、その処理は基本的に、光音響データのみから画像再構成を行う場合と同じとなり、いわばその場合の無駄を無くして、反射超音波画像と光音響画像とを効率良く高速で表示可能となる。   The Fourier transform method is originally performed in a complex space, and even when a reconstructed image is obtained only from photoacoustic data, the image reconstruction is processed with a complex number. Therefore, even when image reconstruction is performed from acoustic wave data and ultrasonic image data as in the method of the present invention, the processing is basically the same as when image reconstruction is performed only from photoacoustic data. Therefore, the reflected ultrasonic image and the photoacoustic image can be displayed efficiently and at high speed.

特に本発明の光音響画像化方法において、前記パルス光として、被検体の相異なる2つの部分での吸収特性が互いに異なる波長のパルス光を用いる場合は、それらの相異なる2つの部分をカラーマップなどにより互いに区別して表示することも可能になる。   In particular, in the photoacoustic imaging method of the present invention, when using pulsed light having a wavelength different in absorption characteristics in two different parts of the subject as the pulsed light, the two different parts are color maps. It is also possible to display them separately from each other.

一方、本発明による光音響画像化装置は前述した通り、被検体にその内部で吸収される波長のパルス光を照射し、それにより被検体から発せられた音響波を検出して光音響データを得る光音響画像化装置において、
被検体に向けて超音波を送信し、それにより被検体で反射した反射超音波を検出して超音波データを得る手段と、
超音波データおよび光音響データの一方を実部とし他方を虚部とした複素数データを作成する複素数化手段と、
上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得る画像再構成手段と、
上記再構成画像から位相情報を抽出する位相情報抽出手段と、
上記位相情報に基づいたカラーマップを適用した画像を画像表示手段に表示させる表示制御手段とを備えたものであるので、この光音響画像化装置によれば前述した本発明の光音響画像化方法を実施することができる。
On the other hand, as described above, the photoacoustic imaging apparatus according to the present invention irradiates a subject with pulsed light having a wavelength absorbed therein, thereby detecting an acoustic wave emitted from the subject to obtain photoacoustic data. In a photoacoustic imaging device to obtain,
Means for transmitting ultrasonic waves toward the subject, thereby detecting reflected ultrasonic waves reflected by the subject and obtaining ultrasonic data;
Complex number generating means for creating complex number data with one of ultrasonic data and photoacoustic data as a real part and the other as an imaginary part;
Image reconstruction means for obtaining a reconstructed image from the complex data by Fourier transform;
Phase information extraction means for extracting phase information from the reconstructed image;
And a display control unit that displays on the image display unit an image to which the color map based on the phase information is applied. According to this photoacoustic imaging apparatus, the above-described photoacoustic imaging method of the present invention is provided. Can be implemented.

本発明の一実施形態による光音響画像化装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the photoacoustic imaging device by one Embodiment of this invention. 図1の装置におけるデータ処理および、それによる画像表示を説明する図The figure explaining the data processing in the apparatus of FIG. 1, and the image display by it 複素数データを説明する図Diagram explaining complex number data 超音波画像データおよび光音響画像データを説明する図The figure explaining ultrasonic image data and photoacoustic image data 酸化ヘモグロビン(oxy-Hb)と脱酸化ヘモグロビン(deoxy-Hb)の光波長毎の分子吸収係数を示すグラフGraph showing molecular absorption coefficient for each light wavelength of oxyhemoglobin (oxy-Hb) and deoxyhemoglobin (deoxy-Hb)

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態による光音響画像化装置10の基本構成を示すブロック図である。この光音響画像化装置10は、光音響画像と超音波画像の双方を取得可能とされたもので、超音波探触子(プローブ)11、超音波ユニット12、レーザ光源ユニット13、および画像表示手段14を備えている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a photoacoustic imaging apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The photoacoustic imaging apparatus 10 can acquire both a photoacoustic image and an ultrasonic image, and includes an ultrasonic probe (probe) 11, an ultrasonic unit 12, a laser light source unit 13, and an image display. Means 14 are provided.

上記レーザ光源ユニット13は、一例として中心波長756nmのレーザ光を発するものとされている。レーザ光源ユニット13から出射したレーザ光は被検体に照射される。このレーザ光は、例えば複数の光ファイバなどの導光手段を用いてプローブ11まで導光され、プローブ11の部分から被検体に向けて照射されるのが望ましい。   The laser light source unit 13 emits laser light having a center wavelength of 756 nm as an example. The subject is irradiated with the laser beam emitted from the laser light source unit 13. The laser light is preferably guided to the probe 11 using light guide means such as a plurality of optical fibers, and irradiated from the probe 11 portion toward the subject.

プローブ11は、被検体に対する超音波の出力(送信)、および被検体から反射して戻って来る反射超音波の検出(受信)を行う。そのためにプローブ11は、例えば一次元に配列された複数の超音波振動子を有する。またプローブ11は、被検体内の観察対象物がレーザ光源ユニット13からのレーザ光を吸収することで生じた超音波(音響波)を、上記複数の超音波振動子によって検出する。プローブ11は、上記音響波を検出して音響波検出信号を出力し、また上記反射超音波を検出して超音波検出信号を出力する。   The probe 11 performs output (transmission) of ultrasonic waves to the subject and detection (reception) of reflected ultrasonic waves reflected back from the subject. For this purpose, the probe 11 has, for example, a plurality of ultrasonic transducers arranged one-dimensionally. The probe 11 detects ultrasonic waves (acoustic waves) generated by the observation object in the subject absorbing the laser light from the laser light source unit 13 by using the plurality of ultrasonic transducers. The probe 11 detects the acoustic wave and outputs an acoustic wave detection signal, and also detects the reflected ultrasonic wave and outputs an ultrasonic detection signal.

なお、このプローブ11に上述した導光手段が結合される場合は、その導光手段の端部つまり複数の光ファイバの先端部等が、上記複数の超音波振動子の並び方向に沿って配置され、そこから被検体に向けてレーザ光が照射される。以下では、このように導光手段がプローブ11に結合される場合を例に取って説明する。   When the above-described light guide means is coupled to the probe 11, the end portion of the light guide means, that is, the tip portions of the plurality of optical fibers, are arranged along the arrangement direction of the plurality of ultrasonic transducers. From there, laser light is irradiated toward the subject. Hereinafter, the case where the light guide means is coupled to the probe 11 as described above will be described as an example.

被検体の光音響画像あるいは超音波画像を取得する際、プローブ11は上記複数の超音波振動子が並ぶ一次元方向に対してほぼ直角な方向に移動され、それにより被検体がレーザ光および超音波によって二次元走査される。この走査は、検査者が手操作でプローブ11を動かして行ってもよく、あるいは、走査機構を用いてより精密な二次元走査を実現するようにしてもよい。   When acquiring a photoacoustic image or an ultrasonic image of the subject, the probe 11 is moved in a direction substantially perpendicular to the one-dimensional direction in which the plurality of ultrasonic transducers are arranged. Two-dimensional scanning is performed by sound waves. This scanning may be performed by an inspector moving the probe 11 manually, or a more precise two-dimensional scanning may be realized using a scanning mechanism.

超音波ユニット12は、受信回路21、AD変換手段22、受信メモリ23、データ分離手段24、複素数化手段25、画像再構成手段26、上記データ分離手段24と複素数化手段25との間に介設された1/2サンプリング手段28、画像再構成手段26の出力を受ける強度情報抽出手段70、同じく画像再構成手段26の出力を受ける位相情報抽出手段71、上記強度情報抽出手段70の出力を受ける検波・対数変換手段72、この検波・対数変換手段72および上記位相情報抽出手段71の出力を受ける画像構築手段73を有している。画像構築手段73の出力は、例えばCRTや液晶表示装置等からなる画像表示手段14に入力される。さらに超音波ユニット12は、送信制御回路30、および超音波ユニット12内の各部等の動作を制御する制御手段31を有している。   The ultrasonic unit 12 includes a reception circuit 21, an AD conversion unit 22, a reception memory 23, a data separation unit 24, a complex number conversion unit 25, an image reconstruction unit 26, and the data separation unit 24 and the complex number conversion unit 25. The 1/2 sampling means 28, the intensity information extraction means 70 that receives the output of the image reconstruction means 26, the phase information extraction means 71 that receives the output of the image reconstruction means 26, and the output of the intensity information extraction means 70 are It has a detection / logarithm conversion means 72 for receiving, an image construction means 73 for receiving the output of the detection / logarithm conversion means 72 and the phase information extraction means 71. The output of the image construction unit 73 is input to the image display unit 14 including, for example, a CRT or a liquid crystal display device. Further, the ultrasonic unit 12 includes a transmission control circuit 30 and a control unit 31 that controls the operation of each unit in the ultrasonic unit 12.

上記受信回路21は、プローブ11が出力した音響波検出信号および超音波検出信号を受信する。AD変換手段22はサンプリング手段であり、受信回路21が受信した音響波検出信号および超音波検出信号をサンプリングして、それぞれデジタル信号である光音響データおよび超音波データに変換する。このサンプリングは、例えば外部から入力されるADクロック信号に同期して、所定のサンプリング周期でなされる。   The receiving circuit 21 receives the acoustic wave detection signal and the ultrasonic wave detection signal output from the probe 11. The AD conversion means 22 is a sampling means, which samples the acoustic wave detection signal and the ultrasonic detection signal received by the receiving circuit 21 and converts them into photoacoustic data and ultrasonic data, which are digital signals, respectively. This sampling is performed at a predetermined sampling period in synchronization with, for example, an externally input AD clock signal.

レーザ光源ユニット13は、Ti:Sapphireレーザ等からなるQスイッチパルスレーザ32と、その励起光源であるフラッシュランプ33とを含むものである。このレーザ光源ユニット13には、前記制御手段31から光出射を指示する光トリガ信号が入力されるようになっており、該光トリガ信号を受けると、フラッシュランプ33を点灯させてQスイッチパルスレーザ32を励起する。制御手段31は、例えばフラッシュランプ33がQスイッチパルスレーザ32を十分に励起させると、Qスイッチトリガ信号を出力する。Qスイッチパルスレーザ32は、Qスイッチトリガ信号を受けるとそのQスイッチをオンにし、波長756nmのパルスレーザ光を出射させる。   The laser light source unit 13 includes a Q-switch pulse laser 32 made of a Ti: Sapphire laser or the like and a flash lamp 33 as an excitation light source. The laser light source unit 13 is supplied with a light trigger signal for instructing light emission from the control means 31. When the light trigger signal is received, the flash lamp 33 is turned on and the Q switch pulse laser is turned on. 32 is excited. For example, when the flash lamp 33 sufficiently excites the Q switch pulse laser 32, the control means 31 outputs a Q switch trigger signal. When receiving the Q switch trigger signal, the Q switch pulse laser 32 turns on the Q switch and emits a pulse laser beam having a wavelength of 756 nm.

ここで、フラッシュランプ33の点灯からQスイッチパルスレーザ33が十分な励起状態となるまでに要する時間は、Qスイッチパルスレーザ33の特性などから見積もることができる。なお、上述のように制御手段31からQスイッチを制御するのに代えて、レーザ光源ユニット13内において、Qスイッチパルスレーザ32を十分に励起させた後にQスイッチをオンにしてもよい。その場合は、Qスイッチをオンにしたことを示す信号を超音波ユニット12側に通知してもよい。   Here, the time required from when the flash lamp 33 is turned on until the Q-switch pulse laser 33 is sufficiently excited can be estimated from the characteristics of the Q-switch pulse laser 33 and the like. In place of controlling the Q switch from the control means 31 as described above, the Q switch may be turned on after the Q switch pulse laser 32 is sufficiently excited in the laser light source unit 13. In that case, a signal indicating that the Q switch is turned on may be notified to the ultrasonic unit 12 side.

また制御手段31は、送信制御回路30に、超音波送信を指示する超音波トリガ信号を入力する。送信制御回路30は、この超音波トリガ信号を受けると、プローブ11から超音波を送信させる。制御手段31は、先に前記光トリガ信号を出力し、その後、超音波トリガ信号を出力する。光トリガ信号が出力されることで被検体に対するレーザ光の照射、および音響波の検出が行われ、その後、超音波トリガ信号が出力されることで被検体に対する超音波の送信、および反射超音波の検出が行われる。   The control unit 31 inputs an ultrasonic trigger signal for instructing ultrasonic transmission to the transmission control circuit 30. When receiving the ultrasonic trigger signal, the transmission control circuit 30 transmits an ultrasonic wave from the probe 11. The control means 31 outputs the optical trigger signal first, and then outputs an ultrasonic trigger signal. The light trigger signal is output to irradiate the subject with laser light and the acoustic wave is detected, and then the ultrasonic trigger signal is output to transmit the ultrasonic wave to the subject and the reflected ultrasonic wave. Is detected.

制御手段31はさらに、AD変換手段22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。このサンプリングトリガ信号は、前記光トリガ信号が出力された後で、かつ超音波トリガ信号が出力される前、より好ましくは被検体に実際にレーザ光が照射されるタイミングで出力される。そのためにサンプリングトリガ信号は、例えば制御手段31がQスイッチトリガ信号を出力するタイミングに同期して出力される。AD変換手段22は上記サンプリングトリガ信号を受けると、プローブ11が出力して受信回路21が受信した音響波検出信号のサンプリングを開始する。   The control means 31 further outputs a sampling trigger signal that instructs the AD conversion means 22 to start sampling. The sampling trigger signal is output after the optical trigger signal is output and before the ultrasonic trigger signal is output, more preferably at the timing when the subject is actually irradiated with the laser light. Therefore, the sampling trigger signal is output in synchronization with the timing at which the control means 31 outputs the Q switch trigger signal, for example. When receiving the sampling trigger signal, the AD conversion means 22 starts sampling the acoustic wave detection signal output from the probe 11 and received by the receiving circuit 21.

制御手段31は、光トリガ信号を出力した後、音響波の検出を終了するタイミングで超音波トリガ信号を出力する。このとき、AD変換手段22は音響波検出信号のサンプリングを中断せず、サンプリングを継続して実施する。言い換えれば、制御手段31は、AD変換手段22が音響波検出信号のサンプリングを継続している状態で、超音波トリガ信号を出力する。超音波トリガ信号に応答してプローブ11が超音波送信を行うことで、プローブ11の検出対象は、音響波から反射超音波に変わる。AD変換手段22は、検出された超音波検出信号のサンプリングを継続することで、音響波検出信号と超音波検出信号とを、連続的にサンプリングする。   After outputting the optical trigger signal, the control means 31 outputs the ultrasonic trigger signal at the timing when the detection of the acoustic wave is finished. At this time, the AD conversion means 22 continues the sampling without interrupting the sampling of the acoustic wave detection signal. In other words, the control unit 31 outputs the ultrasonic trigger signal in a state where the AD conversion unit 22 continues sampling the acoustic wave detection signal. When the probe 11 transmits ultrasonic waves in response to the ultrasonic trigger signal, the detection target of the probe 11 changes from acoustic waves to reflected ultrasonic waves. The AD conversion unit 22 continuously samples the acoustic wave detection signal and the ultrasonic wave detection signal by continuously sampling the detected ultrasonic wave detection signal.

AD変換手段22は、サンプリングして得られた光音響データおよび超音波データを、共通の受信メモリ23に格納する。受信メモリ23に格納されたサンプリングデータは、ある時点までは光音響データであり、ある時点からは超音波データとなる。データ分離手段24は、受信メモリ23に格納された光音響データと超音波データとを分離し、光音響データは直接複素数化手段25に入力され、超音波データは1/2サンプリング手段28を通してから複素数化手段25に入力される。超音波トリガ信号が出力されてから超音波データサンプリングが完了するまでの時間は基本的に、超音波が往復で伝搬することから、光トリガ信号が出力されてから音響波データサンプリングが完了するまでの時間の2倍を要する。この点に鑑みて1/2サンプリング手段28は、入力された超音波データを時間軸上で1つ置きに再サンプリングする等により、データ数を音響波データのデータ数と一致させる。   The AD conversion unit 22 stores photoacoustic data and ultrasonic data obtained by sampling in a common reception memory 23. The sampling data stored in the reception memory 23 is photoacoustic data up to a certain point, and becomes ultrasonic data from a certain point. The data separation unit 24 separates the photoacoustic data and the ultrasonic data stored in the reception memory 23, the photoacoustic data is directly input to the complex numbering unit 25, and the ultrasonic data passes through the 1/2 sampling unit 28. Input to the complex numbering means 25. The time from when the ultrasonic trigger signal is output until the ultrasonic data sampling is completed is basically that the ultrasonic wave propagates in a reciprocating manner, until the optical data sampling is completed after the optical trigger signal is output. Takes twice as long. In view of this point, the ½ sampling means 28 makes the number of data coincide with the number of data of the acoustic wave data by re-sampling the input ultrasonic data every other time axis.

以下、超音波画像と光音響画像の生成および表示について、図2も参照して説明する。前述した通り図1の複素数化手段25には、1/2サンプリング手段28を経た後の超音波データおよび、波長756nmのパルスレーザ光を被検体に照射して得られた光音響データが入力される。   Hereinafter, generation and display of an ultrasonic image and a photoacoustic image will be described with reference to FIG. As described above, the complex number converting means 25 in FIG. 1 receives the ultrasonic data after passing through the 1/2 sampling means 28 and the photoacoustic data obtained by irradiating the subject with pulsed laser light having a wavelength of 756 nm. The

図2の(1)、(2)はそれぞれ、上記超音波データおよび光音響データの例を、プローブ11の一つの走査ラインに沿った断面について概略的に示すものである。同図(1)において、矢印xで示す横方向はプローブ11の複数の超音波振動子が並ぶ方向を示し、縦方向は超音波が検出される時刻を示している(同図(2)、(3)も同様)。すなわち、反射超音波が検出される場合は、これらの図に弧で示す時刻/位置関係で超音波が検出され、また各弧の頂点部分は超音波送信後に最も早くプローブ11に到達した反射超音波(つまり超音波反射部位から直接的にプローブ11の方向に進行する反射超音波)が検出された時刻を示すものとなる。この時刻は、超音波反射部位の深さ方向位置と対応するものであるから、上記頂点部分は、超音波を反射した部分の深さ方向位置を示すことになる。   2A and 2B schematically show examples of the ultrasonic data and the photoacoustic data, respectively, with respect to a cross section along one scanning line of the probe 11. In FIG. 1A, the horizontal direction indicated by the arrow x indicates the direction in which the plurality of ultrasonic transducers of the probe 11 are arranged, and the vertical direction indicates the time when the ultrasonic waves are detected (FIG. 2B). The same applies to (3). That is, when a reflected ultrasonic wave is detected, the ultrasonic wave is detected according to the time / position relationship indicated by arcs in these figures, and the apex portion of each arc reaches the probe 11 earliest after transmitting the ultrasonic wave. This indicates the time at which a sound wave (that is, a reflected ultrasonic wave that travels directly from the ultrasonic reflection portion toward the probe 11) is detected. Since this time corresponds to the position in the depth direction of the ultrasonic reflection part, the apex part indicates the position in the depth direction of the part where the ultrasonic wave is reflected.

以上のことは同図(2)に示す光音響データについても同様である。すなわち、音響波が検出される場合は、同図に弧で示す時刻/位置関係で音響波が検出され、また各弧の頂点部分は光照射後に最も早くプローブ11に到達した音響波(つまり音響波発生部位から直接的にプローブ11の方向に進行する音響波)が検出された時刻を示すものとなる。この時刻は、音響波発生部位の光照射深さ方向位置と対応するものであるから、上記頂点部分は、音響波を発した部分の深さ方向位置を示すことになる。   The same applies to the photoacoustic data shown in FIG. That is, when an acoustic wave is detected, the acoustic wave is detected with a time / position relationship indicated by an arc in the figure, and the apex portion of each arc reaches the probe 11 earliest after light irradiation (that is, the acoustic wave). The time at which the acoustic wave traveling in the direction of the probe 11 directly from the wave generation site is detected is indicated. Since this time corresponds to the position in the light irradiation depth direction of the acoustic wave generation site, the vertex portion indicates the position in the depth direction of the portion that emitted the acoustic wave.

ここで、光音響データを得る際に照射されるパルスレーザ光の波長が、図5に示した酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンの光波長毎の分子吸収係数を考慮して、756nmとされているので、動脈部分を示す光音響データは静脈部分を示す光音響データよりも相対的に高強度のものとなる。それに対して超音波の反射の程度は、動脈部分でも静脈部分でも特に変わりはないので、動脈部分を示す超音波データと静脈部分を示す超音波データとの間で基本的に強度の差は生じない。そこで、超音波データに対する光音響データの比は、動脈部分を示すデータ同士の方が、動脈部分を示すデータ同士よりも大となり、この点から、後述のようにして動脈と静脈を分離して表示することができる。   Here, the wavelength of the pulse laser beam emitted when obtaining the photoacoustic data is set to 756 nm in consideration of the molecular absorption coefficient for each light wavelength of oxygenated hemoglobin and deoxygenated hemoglobin shown in FIG. Therefore, the photoacoustic data indicating the arterial portion has relatively higher intensity than the photoacoustic data indicating the vein portion. On the other hand, since the degree of ultrasonic reflection is not particularly different between the arterial part and the venous part, there is basically a difference in intensity between the ultrasonic data indicating the arterial part and the ultrasonic data indicating the venous part. Absent. Therefore, the ratio of the photoacoustic data to the ultrasound data is larger between the data indicating the arterial part than the data indicating the arterial part. From this point, the artery and vein are separated as described later. Can be displayed.

すなわち複素数化手段25は、上述の超音波データを実部とし、光音響データを虚部として複素数データを作成する(図2の(3)参照)。ここで、この複素数データについて図3に示すガウス平面で説明する。この図3中に黒丸で示す座標(X,Y)の複素数データについては、r=X+Yなるrの値が強度を示し、偏角θが位相を示す。そして、上述した超音波データに対する光音響データの比がより大であるほど、偏角θはより大きくなる。なお、以上述べた複素数データの作成はプローブ11の走査移動に伴って逐次なされ、それにより、被検体の走査方向に亘る複数の断面について各々複素数データが作成される。 That is, the complex number generating means 25 creates complex number data with the above-described ultrasonic data as a real part and photoacoustic data as an imaginary part (see (3) in FIG. 2). Here, the complex data will be described with reference to the Gaussian plane shown in FIG. In the complex number data of coordinates (X, Y) indicated by black circles in FIG. 3, the value of r such that r 2 = X 2 + Y 2 indicates the intensity, and the declination angle θ indicates the phase. The larger the ratio of the photoacoustic data to the ultrasonic data described above, the larger the declination angle θ. It should be noted that the creation of complex data described above is sequentially performed as the probe 11 is moved, whereby complex data is created for each of a plurality of cross sections in the scanning direction of the subject.

こうして作成された複素数データは、次に図1の画像再構成手段26に入力される。画像再構成手段26は入力された複素数データから、フーリエ変換法(FTA法)により画像再構成を行う。なお、フーリエ変換法による画像再構成については、例えば文献”Photoacoustic Image Reconstruction-A Quantitative Analysis”Jonathan I.Sperl et al. SPIE-OSA Vol.6631 663103 等に記載されている従来公知の方法を適用することができる。   The complex number data thus created is then input to the image reconstruction means 26 in FIG. The image reconstruction means 26 performs image reconstruction from the input complex number data by the Fourier transform method (FTA method). For image reconstruction by the Fourier transform method, for example, a conventionally known method described in the document “Photoacoustic Image Reconstruction-A Quantitative Analysis” Jonathan I. Sperl et al. SPIE-OSA Vol. be able to.

この再構成画像を示すフーリエ変換後のデータは強度情報抽出手段70に送られてそこで強度情報の抽出に供されるとともに、位相情報抽出手段71に送られてそこで位相情報の抽出に供される。検波・対数変換手段72は上記抽出された強度情報を示すデータの包絡線を生成し、次いでその包絡線を対数変換してダイナミックレンジを広げる。検波・対数変換手段72はこれらの処理後のデータを画像構築手段73に入力する。またこの画像構築手段73には、上記抽出された位相情報を示すデータも入力される。   The Fourier-transformed data representing the reconstructed image is sent to the intensity information extracting means 70 where it is used for extracting the intensity information, and also sent to the phase information extracting means 71 where it is used for extracting the phase information. . The detection / logarithm conversion means 72 generates an envelope of the data indicating the extracted intensity information, and then logarithmically converts the envelope to widen the dynamic range. The detection / logarithm conversion means 72 inputs these processed data to the image construction means 73. The image construction means 73 is also input with data indicating the extracted phase information.

図2の(4)は、上述の再構成画像を概略的に示すものである。すなわちこの再構成画像は同図(1)、(2)に示した超音波データ、音響波データに対応するものであり、その縦方向位置はx方向に配置された各素子の検出時刻に対応している。このように各素子で検出した超音波データ、音響波データから、実際に超音波が反射した位置の深さ、そして実際に音響波が発生した位置の深さに再構成した結果が(4)中に示す点となる。ここで、点線で示している線は、再構成前のデータを示している。   FIG. 2 (4) schematically shows the reconstructed image described above. That is, this reconstructed image corresponds to the ultrasonic data and acoustic wave data shown in FIGS. 1A and 1B, and the vertical position corresponds to the detection time of each element arranged in the x direction. doing. The result of reconstruction from the ultrasonic data and acoustic wave data detected by each element in this way to the depth of the position where the ultrasonic waves are actually reflected and the depth of the position where the acoustic waves are actually generated is (4). It becomes the point shown in the inside. Here, the line shown with the dotted line has shown the data before reconstruction.

以上のことに基づいて画像構築手段73は、上記強度情報に基づいて求めた超音波反射部分および音響波発生部分について、位相θが最小の場合は無彩色(白)で、そして位相θが大きいほど赤の色相が強調されるようなカラーマッピングを行う。この点について、図3を参照してより詳しく説明する。同図に示す5つの長方形は、それぞれ共通の位相θを持つ5つのデータ群を概略的に示している。各データ群のデータについては、より強度が小さいデータ(矢印Bで示す、より原点に近いデータ)ほど高濃度つまり低輝度で、より強度が大きいデータほど低濃度つまり高輝度で表示される。このとき最大輝度で表示される点が、前述したように実際に超音波が反射した点、あるいは実際に音響波が発生した点である。そして画像構築手段73は最大輝度で表示される点について、位相θが最小の場合は無彩色(白)で、そして位相θが大きいほど(つまり図3で矢印Aで示す方向に行くほど)赤の色相が強調されるようなカラーマッピングを行う。   Based on the above, the image constructing means 73 is achromatic (white) when the phase θ is minimum, and the phase θ is large for the ultrasonic reflection portion and the acoustic wave generation portion obtained based on the intensity information. Color mapping is performed to emphasize the red hue. This point will be described in more detail with reference to FIG. The five rectangles shown in the figure schematically show five data groups each having a common phase θ. As for the data of each data group, data with lower intensity (data closer to the origin indicated by arrow B) is displayed with higher density, that is, lower luminance, and data with higher intensity is displayed with lower density, that is, with higher luminance. At this time, the point displayed with the maximum luminance is the point where the ultrasonic wave is actually reflected as described above, or the point where the acoustic wave is actually generated. Then, the image construction means 73 is achromatic (white) when the phase θ is minimum at the point displayed at the maximum luminance, and the red as the phase θ is larger (that is, as it goes in the direction indicated by the arrow A in FIG. 3). Color mapping is performed to emphasize the hue of the image.

そこでこのカラーマッピングされた画像は、赤色の部分が動脈を示し、白の部分が静脈を示すものとなる。図2の(5)はこのカラーマッピング結果を示しており、図中の黒点が最も強い色相で赤色にマッピングされた点を、そして白点がこの色相が最も弱い点つまり白色に表示される点を示している。以上のカラーマッピングは、プローブ11の走査移動に伴って逐次得られる各断面について全て同じようになされる。   Therefore, in this color-mapped image, the red portion indicates an artery and the white portion indicates a vein. (5) in FIG. 2 shows the color mapping result, in which the black point in the figure is mapped to red with the strongest hue, and the white point is the point with the weakest hue, that is, the point displayed in white. Is shown. The color mapping described above is performed in the same manner for each cross section obtained sequentially with the scanning movement of the probe 11.

こうして作成されたカラーマッピング画像は図1の画像表示手段14に送られ、表示される。そこでこの表示画像を観察すれば、動脈および静脈がどのように存在するかを知ることができる。また、複数の断面に関する超音波データおよび音響波データから得た複素数データに基づいて3次元画像を構築して、動脈および静脈の位置を立体的に表示することも可能である。   The color mapping image created in this way is sent to the image display means 14 of FIG. 1 and displayed. Therefore, by observing this display image, it is possible to know how the artery and vein exist. It is also possible to construct a three-dimensional image based on complex data obtained from ultrasonic data and acoustic wave data relating to a plurality of cross sections, and to display the positions of arteries and veins three-dimensionally.

以上説明したフーリエ変換法は元より複素数空間で実施されるものであって、光音響データのみから再構成画像を得る場合でも、画像再構成は複素数で処理されている。したがって、本実施形態のように音響波データおよび超音波画像データから画像再構成を行う場合でも、その処理は基本的に、光音響データのみから画像再構成を行う場合と同じとなり、いわばその場合の無駄を無くして、効率良く高速で2つの部分を区別して表示可能となる。   The Fourier transform method described above is originally performed in a complex space, and even when a reconstructed image is obtained only from photoacoustic data, the image reconstruction is processed with a complex number. Therefore, even when image reconstruction is performed from acoustic wave data and ultrasound image data as in the present embodiment, the processing is basically the same as when image reconstruction is performed from photoacoustic data alone, in other words, in that case It is possible to distinguish and display the two parts efficiently and at high speed.

なお、以上の説明から明らかなように本実施形態では、画像構築手段73が本発明における表示制御手段を構成している。   As is clear from the above description, in this embodiment, the image construction means 73 constitutes the display control means in the present invention.

ここで、本実施形態の光音響画像化装置10においては、一般の光音響画像化装置と同様に通常の光音響画像を取得、表示することも、また通常の超音波画像を取得、表示することも可能である。図4はこれらの画像を概略的に示すものである。つまり、例えば同図(1)に示すように生体のある断面において、黒点で示す動脈部分と、白点で示す静脈部分とが存在しているとする。なお、ここに示すx方向と深さは、既に説明したものと同じである。   Here, in the photoacoustic imaging apparatus 10 of the present embodiment, a normal photoacoustic image can be acquired and displayed in the same manner as a general photoacoustic imaging apparatus, or a normal ultrasonic image is acquired and displayed. It is also possible. FIG. 4 schematically shows these images. That is, for example, as shown in FIG. 1A, it is assumed that an arterial portion indicated by a black dot and a vein portion indicated by a white dot exist in a cross section of the living body. The x direction and depth shown here are the same as those already described.

このような断面については、超音波画像は同図(2)に示すようなものとなる。つまり超音波画像では、そこに黒点で示すように動脈部分と静脈部分とが表示される。また同じ断面について、光音響画像は同図(3)に示すようなものとなる。つまり光音響画像では、例えば所定値以上の強さの音響波が検出された部分のみを表示すれば、そこに黒点で示すように動脈部分のみが表示されるようになる。   With respect to such a cross section, the ultrasonic image is as shown in FIG. That is, in the ultrasonic image, the arterial portion and the vein portion are displayed as indicated by black dots. For the same cross section, the photoacoustic image is as shown in FIG. In other words, in the photoacoustic image, for example, if only a portion where an acoustic wave having a strength equal to or greater than a predetermined value is detected, only the arterial portion is displayed as indicated by a black dot.

上述のような表示を行うには、図1に示した装置において、データ分離手段24が出力した光音響データや、1/2サンプリング手段28が出力した超音波データを複素数化手段25を素通りさせ、また、画像構築手段73における画像構築は強度情報のみに基づいて行うようにすればよい。   In order to perform the display as described above, in the apparatus shown in FIG. 1, the photoacoustic data output from the data separation unit 24 and the ultrasonic data output from the 1/2 sampling unit 28 are passed through the complex numbering unit 25. Further, the image construction in the image construction means 73 may be performed based only on the intensity information.

また、被検体の2つの部分を異なる表示状態として表示するには、前述したように一つの色相の強さを変えて表示する他、例えば位相θの変化に従って色相を変化させて、一つの部分は赤色等で、他の部分は青色等で示すようにしてもよい。さらには、2つの部分の一方のみにハッチングを付して表示する等の態様も採用可能である。   In addition, in order to display two parts of the subject as different display states, in addition to displaying by changing the intensity of one hue as described above, for example, by changing the hue according to the change of the phase θ, one part is displayed. May be red or the like, and other parts may be blue or the like. Furthermore, it is also possible to adopt a mode in which only one of the two parts is displayed with hatching.

さらに、以上は、ヒトの動脈と静脈とを互いに区別して表示するようにした実施形態について説明したが、本発明は動脈と静脈とを区別して表示する場合に限らず、2つの相異なる波長に対する光吸収特性が互いに異なる2つの対象物を区別して表示したい場合に全て有効に適用できるものである。   Further, the embodiment has been described above in which human arteries and veins are displayed separately from each other. However, the present invention is not limited to displaying arteries and veins separately. All of them can be effectively applied when it is desired to distinguish and display two objects having different light absorption characteristics.

また本発明の光音響画像化装置および方法は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正および変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。   In addition, the photoacoustic imaging apparatus and method of the present invention are not limited to the above embodiment, and various modifications and changes made from the configuration of the above embodiment are also included in the scope of the present invention.

10 光音響画像化装置
11 プローブ
12 超音波ユニット
13 レーザ光源ユニット
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 複素数化手段
26 画像再構成手段
28 1/2サンプリング手段
30 送信制御回路
31 制御手段
32 Qスイッチレーザ
33 フラッシュランプ
70 強度情報抽出手段
71 位相情報抽出手段
72 検波・対数変換手段
73 画像構築手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photoacoustic imaging apparatus 11 Probe 12 Ultrasonic unit 13 Laser light source unit 14 Image display means 21 Reception circuit 22 AD conversion means 23 Reception memory 24 Data separation means 25 Complex number conversion means 26 Image reconstruction means 28 1/2 Sampling means 30 Transmission control circuit 31 Control means 32 Q switch laser 33 Flash lamp 70 Intensity information extraction means 71 Phase information extraction means 72 Detection / logarithm conversion means 73 Image construction means

Claims (10)

被検体にその内部で吸収される波長のパルス光を照射し、それにより被検体から発せられた音響波を検出して光音響データを得、この光音響データに基づいて前記被検体を画像化して画像表示手段に表示する光音響画像化方法において、
前記被検体に向けて超音波を送信し、それにより被検体で反射した反射超音波を検出して超音波データを得、
前記超音波データおよび光音響データの一方を実部とし他方を虚部とした複素数データを作成し、
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得、
この再構成画像から位相情報を抽出し、
前記位相情報に基づいたカラーマップを被検体画像に適用して画像表示手段に表示することを特徴とする光音響画像化方法。
The object is irradiated with pulsed light having a wavelength that is absorbed inside the object, thereby detecting an acoustic wave emitted from the object to obtain photoacoustic data, and imaging the object based on the photoacoustic data. In the photoacoustic imaging method for displaying on the image display means,
Transmitting ultrasonic waves toward the subject, thereby detecting reflected ultrasonic waves reflected by the subject to obtain ultrasonic data;
Create complex data with one of the ultrasonic data and photoacoustic data as a real part and the other as an imaginary part,
Reconstructed image is obtained from the complex data by Fourier transform method,
Extract phase information from this reconstructed image,
A photoacoustic imaging method, wherein a color map based on the phase information is applied to a subject image and displayed on an image display means.
前記再構成画像からさらに強度情報を抽出し、前記位相情報に基づいたカラーマップを前記強度情報に適用して画像表示手段に表示することを特徴とする請求項1記載の光音響画像化方法。   2. The photoacoustic imaging method according to claim 1, wherein intensity information is further extracted from the reconstructed image, and a color map based on the phase information is applied to the intensity information and displayed on the image display means. 前記強度情報として最大強度を持つ点について、前記位相情報が示す位相が大であるほど色相が強調されるカラーマップを適用することを特徴とする請求項2記載の光音響画像化方法。   3. The photoacoustic imaging method according to claim 2, wherein a color map in which the hue is emphasized as the phase indicated by the phase information is larger is applied to the point having the maximum intensity as the intensity information. 前記パルス光として、被検体の相異なる2つの部分での吸収特性が互いに異なる波長の光を用いることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の光音響画像化方法。   4. The photoacoustic imaging method according to claim 1, wherein light having wavelengths different from each other in absorption characteristics at two different portions of the subject is used as the pulsed light. 前記2つの部分がヒトの動脈と静脈であり、前記パルス光の中心波長を756nmとすることを特徴とする請求項4記載の光音響画像化方法。   5. The photoacoustic imaging method according to claim 4, wherein the two parts are a human artery and a vein, and a center wavelength of the pulsed light is set to 756 nm. 被検体にその内部で吸収される波長のパルス光を照射し、それにより被検体から発せられた音響波を検出して光音響データを得、この光音響データに基づいて前記被検体を画像化して画像表示手段に表示する光音響画像化装置において、
前記被検体に向けて超音波を送信し、それにより被検体で反射した反射超音波を検出して超音波データを得る手段と、
前記超音波データおよび光音響データの一方を実部とし他方を虚部とした複素数データを作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得る画像再構成手段と、
前記再構成画像から位相情報を抽出する位相情報抽出手段と、
前記位相情報に基づいたカラーマップを適用した画像を前記画像表示手段に表示させる表示制御手段とを備えたことを特徴とする光音響画像化装置。
The object is irradiated with pulsed light having a wavelength that is absorbed inside the object, thereby detecting an acoustic wave emitted from the object to obtain photoacoustic data, and imaging the object based on the photoacoustic data. In the photoacoustic imaging device for displaying on the image display means,
Means for transmitting ultrasonic waves toward the subject, thereby detecting reflected ultrasonic waves reflected by the subject and obtaining ultrasonic data;
Complex number generating means for creating complex number data having one of the ultrasonic data and photoacoustic data as a real part and the other as an imaginary part;
Image reconstruction means for obtaining a reconstructed image from the complex number data by Fourier transform;
Phase information extraction means for extracting phase information from the reconstructed image;
A photoacoustic imaging apparatus comprising: a display control unit that causes the image display unit to display an image to which a color map based on the phase information is applied.
前記再構成画像から強度情報を抽出する強度情報抽出手段をさらに備え、前記表示制御手段が、前記位相情報に基づいたカラーマップを前記強度情報に適用して表示させるものであることを特徴とする請求項6記載の光音響画像化装置。   It further comprises intensity information extraction means for extracting intensity information from the reconstructed image, and the display control means is adapted to display a color map based on the phase information applied to the intensity information. The photoacoustic imaging apparatus according to claim 6. 前記表示制御手段が、前記強度情報として最大強度を持つ点について、前記位相情報が示す位相が大であるほど色相が強調されるカラーマップを適用するものであることを特徴とする請求項7記載の光音響画像化装置。   8. The color map in which the display control unit applies a color map in which the hue is emphasized as the phase indicated by the phase information is larger at the point having the maximum intensity as the intensity information. Photoacoustic imaging apparatus. 前記パルス光を発する光源が、被検体の相異なる2つの部分での吸収特性が互いに異なる波長のパルス光を発するものであることを特徴とする請求項6から8いずれか1項記載の光音響画像化方法。   9. The photoacoustic according to claim 6, wherein the light source that emits the pulsed light emits pulsed light having a wavelength different in absorption characteristics at two different portions of the subject. Imaging method. 前記パルス光の中心波長が756nmであることを特徴とする請求項9記載の光音響画像化装置。   The photoacoustic imaging apparatus according to claim 9, wherein a center wavelength of the pulsed light is 756 nm.
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