JP2014150982A - 被検体情報取得装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検体を保持する保持部と、保持部を介して被検体にパルス光を照射する照射部と、パルス光を照射された被検体から発生する音響波を受信する探触子と、音響波を用いて被検体内の特性情報を取得する処理部と、保持部の位置に関する情報を取得する位置取得部と、位置取得部が取得した位置に関する情報に基づいて、照射部から照射されるパルス光の光量および発振周波数を制御する制御部とを有する被検体情報取得装置を用いる。
【選択図】図6
Description
P=Γ・μa・Φ …(1)
ここで、Γは弾性特性値であるグリューナイセン係数であり、体積膨張係数(β)と音速(c)の二乗の積を比熱(Cp)で割ったものである。μaは吸収体(光吸収物質)の吸収係数である。Φは局所的な領域での光量(吸収体に照射された光量)である。
め、同一箇所で光音響波を複数回受信して加算平均することが好ましい。このように長時間にわたる撮影の間、被検体である乳房は、2枚の保持板によって薄く引き伸ばされ固定されているので、被検者にとっては負担となる。
被検体を保持する保持部と、
前記保持部を介して前記被検体にパルス光を照射する照射部と、
前記パルス光を照射された前記被検体から発生する音響波を受信する探触子と、
前記音響波を用いて前記被検体内の特性情報を取得する処理部と、
前記保持部の位置に関する情報を取得する位置取得部と、
前記位置取得部が取得した位置に関する情報に基づいて、前記照射部から照射される前記パルス光の光量および発振周波数を制御する制御部と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置である。
Φ=Φ0×exp(−Meff×Z) …(2)
ここで、
Φ:深さZでの光量[J/mm2]
Φ0:生体に照射される照射光量[J/mm2]
Meff:減衰係数
Z:光照射部位からの距離[mm]、である。
また図2は、深さZでの光量を常に一定にするようΦに0.02、Meffに0.1を代入したときの、光照射部位からの距離Z(横軸)と、生体に照射される照射光量Φ0(縦軸)の関係を示した図である。
したがって、S/N比などの点で良好な画像を得るために必要な強度の光音響波を取得するための光量(式(2)のΦに相当)を予め設定しておくことで、保持距離(式(2)のZに相当)に応じて生体に照射される照射光量を決定できる。ここで、必要な強度の光音響波を取得するための光量は、予め計測され理想的な値として設定される。
レーザ投入エネルギー=CV2/2 …(3)
ここで、
C:コンデンサ、
V:光源に投入する電圧、である。
、照射光量、光源への投入エネルギー、光源への投入電圧、当該電圧のチャージ時間、および、レーザ発振周波数を決定できる。なお、安全性の観点から、照射光量が最大許容露光量(MPE)を超えないような範囲で設定する必要がある。
より詳細の構成については、以下に述べる実施例の中で述べる。
以下、本発明の実施例1に係る光音響撮影装置の構成と機能について説明する。
装置は、被検体600を保持する保持板601Aおよび601B、保持板601の位置を移動させ、その位置を取得する保持板駆動機構602を有する。装置はまた、計測光を発生させる光源603にエネルギーを投入する電源604、発生した照射光を所望の形態にする光学装置605を有する。装置はまた、被検体600を伝播する光音響波を検出する探触子606、探触子606の位置を移動させる探触子駆動機構607、被検体保持や光照射や音響波受信を制御する制御部611を有する。装置はまた、取得した光音響波を制御部611から受信して光音響画像等を生成する情報処理部608、生成した光音響画像等を表示する表示部609を有する。なお被検体600は例えば、内部に腫瘍等の光吸収物質610を含む乳房である。
次に、光音響撮影の実施から光音響画像を表示するまでの流れを図7のフローを用いて説明する。図中の数字は、処理のステップ番号または、処理に用いられるデータを示している。
ステップ701では、制御部611が、保持板駆動機構602から受信した保持位置の情報を元に保持距離を算出する。
ステップ702では、制御部611が、予め用意したルックアップテーブル(符号703)を参照する。そして、ステップ701で算出した保持距離に対応する照射光量、光源への投入エネルギー、光源への投入電圧、当該光源への投入電圧をチャージする時間、および、レーザ発振周波数を決定する。
ステップ7042では、ステップ702で決定された照射光量で被検体600に光が照射される。
ステップ7043では、探触子606が被検体から発生した光音響波を受信し、制御部611がデジタルの電気信号に変換する。これにより光音響信号が取得される。
次に、ステップ7045では、全撮影領域の光音響信号の取得が完了したが判定される。撮影領域は、例えばユーザによって予め設定された被検体上の範囲である。
一方、ステップ7045がYesの場合、光音響信号の取得を終了する(ステップ7047)。
以上のフローで光音響画像が生成され表示される。
持距離に応じた好適な条件を用いることにより、被検体の拘束時間の短縮を図ることができる。
実施例2では、光学装置605と探触子606が、光音響波取得時に、等速で動作する場合について説明する。なお、本実施例における装置の構成は、実施例1と同様である。
図9(a)の図7(a)との相違点であるステップ900では、制御部611が、主走査方向の走査速度を算出する。探触子のX方向の素子数をEnxa(個)、素子ピッチをEpitcha(mm)、光音響測定の積算回数をMn(回)、レーザ発光周波数をLHz(Hz)とする。説明を簡便にするため、積算回数Mnが素子数Enxaの倍数であるものとする。このとき、探触子および光学装置の主走査方向の走査速度Vax(mm/sec)は、次式(4)で算出される。
Vax=Epitcha×LHz …(4)
以上のフローで光音響画像が生成され表示される。
の拘束時間の短縮を図ることができる。
Claims (7)
- 被検体を保持する保持部と、
前記保持部を介して前記被検体にパルス光を照射する照射部と、
前記パルス光を照射された前記被検体から発生する音響波を受信する探触子と、
前記音響波を用いて前記被検体内の特性情報を取得する処理部と、
前記保持部の位置に関する情報を取得する位置取得部と、
前記位置取得部が取得した位置に関する情報に基づいて、前記照射部から照射される前記パルス光の光量および発振周波数を制御する制御部と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置。 - 前記保持部は、2枚の保持板により前記被検体を保持するものであり、
前記位置取得部は、前記2枚の保持板間の距離である保持距離を、位置に関する情報として取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の被検体情報取得装置。 - 前記制御部は、前記保持距離に基づいて、前記特性情報を取得するために必要となる強度の前記音響波が前記被検体から発生するように、前記光量を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の被検体情報取得装置。 - 前記照射部は、前記パルス光として、光源からのレーザを照射するものであり、
前記制御部は、前記被検体に対する最大許容露光量を超えないように前記光量を制御する
ことを特徴とする請求項3に記載の被検体情報取得装置。 - 前記制御部は、前記光量を照射するために必要となる前記光源へのチャージ電圧に基づいて、前記発振周波数を制御する
ことを特徴とする請求項3または4に記載の被検体情報取得装置。 - 前記探触子を前記保持板に沿って移動させる走査部をさらに有し、
前記制御部は、前記発振周波数に基づき前記走査部による走査速度を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の被検体情報取得装置。 - 前記探触子は、前記音響波を受信する複数の受信素子を含み、
前記制御部は、前記受信素子の素子ピッチに基づき前記走査部による走査速度を制御する
ことを特徴とする請求項6に記載の被検体情報取得装置。
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