JP2014161428A - Photoacoustic measuring apparatus and photoacoustic measuring method - Google Patents
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本発明は、被検体内で発生した光音響信号に基づいて被検体内の計測を行う光音響計測装置および光音響計測方法に関するものである。 The present invention relates to a photoacoustic measurement apparatus and a photoacoustic measurement method for measuring in a subject based on a photoacoustic signal generated in the subject.
従来、被検体の内部の断層画像を取得する方法としては、超音波が被検体内に照射されることにより被検体内で反射した超音波を検出して超音波画像を生成し、被検体内の形態的な断層画像を得る超音波イメージングが知られている。一方、被検体の検査においては形態的な断層画像だけでなく機能的な断層画像を表示する装置の開発も近年進められている。そして、このような装置の一つに光音響分析法を利用した装置がある。この光音響分析法は、所定の波長(例えば、可視光、近赤外光又は中間赤外光の波長帯域)を有するパルス光を被検体に照射し、被検体内の特定物質がこのパルス光のエネルギーを吸収した結果生じる弾性波である光音響波を検出して、その特定物質の濃度を定量的に計測するものである。被検体内の特定物質とは、例えば血液中に含まれるグルコースやヘモグロビンなどである。このように光音響波を検出しその検出信号に基づいて光音響画像を生成する技術は、光音響イメージング(PAI:Photoacoustic Imaging)或いは光音響トモグラフィー(PAT:Photo Acoustic Tomography)と呼ばれる。 Conventionally, as a method for acquiring a tomographic image inside a subject, an ultrasonic image is generated by detecting ultrasonic waves reflected in the subject by irradiating the subject with ultrasonic waves. Ultrasonic imaging for obtaining a morphological tomographic image is known. On the other hand, in the examination of a subject, development of an apparatus that displays not only a morphological tomographic image but also a functional tomographic image has been advanced in recent years. One of such devices is a device using a photoacoustic analysis method. This photoacoustic analysis method irradiates a subject with pulsed light having a predetermined wavelength (for example, wavelength band of visible light, near-infrared light, or mid-infrared light), and a specific substance in the subject is irradiated with the pulsed light. The photoacoustic wave, which is an elastic wave generated as a result of absorption of the energy, is detected, and the concentration of the specific substance is quantitatively measured. The specific substance in the subject is, for example, glucose or hemoglobin contained in blood. Such a technique for detecting a photoacoustic wave and generating a photoacoustic image based on the detection signal is called photoacoustic imaging (PAI) or photoacoustic tomography (PAT).
現在このような光音響計測においては、複数の音響検出素子(例えば超音波振動子)からなる振動子アレイと光ファイバ等の光照射部とを有するプローブ(探触子)を用いることが多い(例えば特許文献1)。 Currently, in such photoacoustic measurement, a probe (probe) having a transducer array including a plurality of acoustic detection elements (for example, ultrasonic transducers) and a light irradiation unit such as an optical fiber is often used ( For example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1のような従来の計測法では、特定のスキャン面について取得された光音響画像に表された特定の注目組織が必ずしもそのスキャン面上に存在しないという問題が生じ得る。これは、振動子アレイのアレイ方向(複数の超音波振動子が配列した方向)に垂直で検出面に平行な方向(エレベーション方向)に振動子アレイが幅を有することにより、その幅の分だけ光音響波の発生源位置に誤差が含まれてしまうためである。 However, the conventional measurement method such as Patent Document 1 may cause a problem that the specific tissue of interest represented in the photoacoustic image acquired for the specific scan plane does not necessarily exist on the scan plane. This is because the transducer array has a width in a direction (elevation direction) perpendicular to the array direction of the transducer array (direction in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged) and parallel to the detection surface. This is because an error is included in the source position of the photoacoustic wave.
そして、このような問題は、被検体内にもともと存在する被検体の組織構造を確認する場合のみならず、穿刺針のように被検体内に挿入された光吸収体の位置を確認する場合にも同様の問題が生じうる。 Such a problem is not only when checking the tissue structure of the subject originally present in the subject, but also when checking the position of the light absorber inserted in the subject like a puncture needle. Can cause similar problems.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、光音響計測において、特定の注目光吸収体とスキャン面とのより正確な位置関係の把握を可能にする光音響計測装置および光音響計測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 problems, and in photoacoustic measurement, a photoacoustic measurement apparatus and a photoacoustic measurement method that enable a more accurate grasp of the positional relationship between a specific light absorber of interest and a scan surface. Is intended to provide.
上記課題を解決するために、本発明の光音響計測装置は、
被検体内に発生した光音響波の信号を計測する光音響計測装置において、
音響検出素子の両側に配置された複数の光出射部のうち、一方の側の光出射部から出射した測定光に起因する被検体内の注目光吸収体から生じる光音響信号の強度と、他方の側の光出射部から出射した測定光に起因する上記注目光吸収体から生じる光音響信号の強度との大小関係を判定する判定手段と、
この判定手段により得られた判定結果を使用者に通知する通知手段とを備えることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the photoacoustic measurement device of the present invention is:
In a photoacoustic measurement device that measures a signal of a photoacoustic wave generated in a subject,
Among the plurality of light emitting units arranged on both sides of the acoustic detection element, the intensity of the photoacoustic signal generated from the light absorber of interest in the subject caused by the measurement light emitted from the light emitting unit on one side, and the other Determining means for determining a magnitude relationship with the intensity of the photoacoustic signal generated from the light absorber of interest generated by the measurement light emitted from the light emitting portion on the side of
And a notification means for notifying the user of the determination result obtained by the determination means.
本明細書において「大小関係」は、一方が大きい或いは小さいという関係の他、両者が等しいという関係をも含む意味である。 In the present specification, the “magnitude relationship” means a relationship that one is large or small and also a relationship that both are equal.
そして、本発明の光音響計測装置において、通知手段は、上記判定結果の大小関係の程度に応じて通知態様を変更するものであることが好ましい。 And in the photoacoustic measuring device of this invention, it is preferable that a notification means changes a notification aspect according to the grade of the magnitude relationship of the said determination result.
また、本発明の光音響計測装置において、通知手段は、上記判定結果が表示手段の表示部に表現されるように表示手段を制御することにより上記判定結果を通知する表示制御手段であることが好ましい。この場合において、表示制御手段は、上記判定結果に応じた標識またはメータ表示を表示部に表示させるものであることが好ましい。または、表示制御手段は、上記判定結果に応じた色で表示部の全部または一部を表示させるものであってもよいし、それぞれの上記光音響信号に基づいて生成された複数の光音響画像を表示部に交互に表示させるものであってもよい。 In the photoacoustic measurement apparatus of the present invention, the notifying unit may be a display control unit that notifies the determination result by controlling the display unit so that the determination result is expressed on the display unit of the display unit. preferable. In this case, it is preferable that the display control means causes the display unit to display a sign or meter display corresponding to the determination result. Alternatively, the display control unit may display all or a part of the display unit with a color according to the determination result, or a plurality of photoacoustic images generated based on the respective photoacoustic signals. May be alternately displayed on the display unit.
また、本発明の光音響計測装置において、通知手段は、上記判定結果に応じた音を発することにより上記判定結果を通知する通知音発生手段であってもよい。 In the photoacoustic measurement device of the present invention, the notification unit may be a notification sound generation unit that notifies the determination result by emitting a sound according to the determination result.
また、本発明の光音響計測装置は、さらに、音響検出素子と音響検出素子の両側に配置された複数の光出射部とを有するプローブを備えることが好ましい。この場合において、通知手段は、プローブ内に設けられた、上記判定結果に応じた振動を発することにより上記判定結果を通知する振動発生手段であってもよい。 In addition, the photoacoustic measurement apparatus of the present invention preferably further includes a probe having an acoustic detection element and a plurality of light emitting units arranged on both sides of the acoustic detection element. In this case, the notifying means may be a vibration generating means provided in the probe for notifying the determination result by emitting a vibration corresponding to the determination result.
また、本発明の光音響計測装置において、プローブは、穿刺針の挿通を補助する穿刺アダプタを有することが好ましい。 Moreover, in the photoacoustic measuring device of this invention, it is preferable that a probe has a puncture adapter which assists insertion of a puncture needle.
また、本発明の光音響計測装置は、さらに、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を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the photoacoustic measuring device of this invention is further provided with the photoacoustic image generation means which produces | generates a photoacoustic image based on a photoacoustic signal.
また、本発明の光音響計測装置は、さらに、被検体内で反射した反射音響波に基づいて反射音響画像を生成する反射音響画像生成手段を備えることが好ましい。 In addition, the photoacoustic measurement apparatus of the present invention preferably further includes a reflected acoustic image generation unit that generates a reflected acoustic image based on the reflected acoustic wave reflected in the subject.
本発明の光音響計測方法は、
被検体内に発生した光音響波の信号を計測する光音響計測方法において、
音響検出素子の両側に配置された複数の光出射部のうち、一方の側の光出射部から出射した測定光に起因する被検体内の注目光吸収体から生じる光音響信号の強度と、他方の側の光出射部から出射した測定光に起因する上記注目光吸収体から生じる光音響信号の強度との大小関係を判定し、
得られた判定結果を通知手段によって使用者に通知することを特徴とするものである。
The photoacoustic measurement method of the present invention is
In a photoacoustic measurement method for measuring a photoacoustic wave signal generated in a subject,
Among the plurality of light emitting units arranged on both sides of the acoustic detection element, the intensity of the photoacoustic signal generated from the light absorber of interest in the subject caused by the measurement light emitted from the light emitting unit on one side, and the other Determining the magnitude relationship with the intensity of the photoacoustic signal generated from the noted light absorber due to the measurement light emitted from the light emitting portion on the side of
The obtained determination result is notified to the user by a notification means.
そして、本発明の光音響計測方法において、判定結果の大小関係の程度に応じて通知態様を変更することが好ましい。 And in the photoacoustic measuring method of this invention, it is preferable to change a notification aspect according to the grade of the magnitude relationship of a determination result.
また、本発明の光音響計測方法において、通知手段としての表示制御手段を用いて、上記判定結果が表示手段の表示部に表現されるように表示手段を制御することにより、上記判定結果を通知することが好ましい。この場合において、上記判定結果に応じた標識またはメータ表示を表示部に表示させることが好ましい。または、上記判定結果に応じた色で表示部の全部または一部を表示させてもよいし、それぞれの上記光音響信号に基づいて生成された複数の光音響画像を表示部に交互に表示させてもよい。 Further, in the photoacoustic measurement method of the present invention, the determination result is notified by controlling the display means so that the determination result is displayed on the display unit of the display means using the display control means as the notification means. It is preferable to do. In this case, it is preferable to display a sign or a meter display corresponding to the determination result on the display unit. Alternatively, all or part of the display unit may be displayed in a color according to the determination result, or a plurality of photoacoustic images generated based on the respective photoacoustic signals are alternately displayed on the display unit. May be.
また、本発明の光音響計測方法において、通知手段としての通知音発生手段を用いて、上記判定結果に応じた音を発することにより上記判定結果を通知してもよく、通知手段としてプローブ内に設けられた振動発生手段を用いて、上記判定結果に応じた振動を発することにより上記判定結果を通知してもよい。 In the photoacoustic measurement method of the present invention, the determination result may be notified by emitting a sound according to the determination result using a notification sound generation unit as a notification unit. You may notify the said determination result by emitting the vibration according to the said determination result using the provided vibration generation means.
本発明の光音響計測装置および光音響計測方法は、音響検出素子の両側に配置された複数の光出射部のうち、一方の側の光出射部から出射した測定光に起因する被検体内の注目光吸収体から生じる光音響信号の強度と、他方の側の光出射部から出射した測定光に起因する上記注目光吸収体から生じる光音響信号の強度との大小関係を判定し、得られた判定結果を使用者に通知することを特徴とする。この大小関係は、その注目光吸収体とそれぞれの側の光出射部との距離に関係しているから、使用者はこの通知により、その注目光吸収体がスキャン面に対してどの方向にあるのかを、従来に比べより正確に知ることができる。この結果、光音響計測において、特定の注目光吸収体とスキャン面とのより正確な位置関係の把握が可能となる。 The photoacoustic measurement device and the photoacoustic measurement method of the present invention include a plurality of light emitting units arranged on both sides of the acoustic detection element, and the inside of the subject caused by the measurement light emitted from the light emitting unit on one side. It is obtained by determining the magnitude relationship between the intensity of the photoacoustic signal generated from the focused light absorber and the intensity of the photoacoustic signal generated from the focused light absorber due to the measurement light emitted from the light emitting portion on the other side. The determination result is notified to the user. Since this magnitude relationship is related to the distance between the light absorber of interest and the light emitting part on each side, the user can indicate in which direction the light absorber of interest is in relation to the scan plane by this notification. Can be known more accurately than in the past. As a result, in photoacoustic measurement, a more accurate positional relationship between the specific light absorber of interest and the scan surface can be grasped.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。 Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described using a drawing, the present invention is not limited to this. In addition, for easy visual recognition, the scale of each component in the drawings is appropriately changed from the actual one.
「第1の実施形態」
まず、本発明の光音響計測装置および光音響計測方法の第1の実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態の光音響計測装置の構成を示す概略図であり、図2は、第1の実施形態のプローブの構成を示す概略正面図であり、図3は、第1の実施形態のプローブの構成を示す概略側面図である。なお、以下では、光吸収体として被検体(生体)内の組織、特に血管を採用した場合について説明する。
“First Embodiment”
First, a first embodiment of the photoacoustic measurement apparatus and photoacoustic measurement method of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the photoacoustic measurement apparatus of the first embodiment, FIG. 2 is a schematic front view showing the configuration of the probe of the first embodiment, and FIG. It is a schematic side view which shows the structure of the probe of embodiment. In the following, a case where a tissue in a subject (living body), particularly a blood vessel, is employed as the light absorber will be described.
本実施形態の光音響計測装置10は光音響画像生成機能を有する。具体的には図1に示されるように、光音響計測装置10は、プローブ(超音波探触子)11、超音波ユニット12、レーザユニット13、表示手段14および入力手段16を備えている。
The
<プローブ>
プローブ11は、被検体に向けて超音波を照射したり、被検体M内を伝搬する音響波を検出したりするものである。すなわち、プローブ11は、被検体Mに対する超音波の照射(送信)、および被検体Mから反射して戻って来た反射超音波(反射音響波)の検出(受信)を行うことができる。さらにプローブ11は、被検体M内の撮像対象物(例えば血管)がレーザ光を吸収することにより被検体M内に発生した光音響波の検出も行うことができる。なお本明細書において、「音響波」とは超音波および光音響波を含む意味である。ここで、「超音波」とはプローブにより送信された超音波が被検体M内の組織の境界面等で反射した弾性波を意味し、「光音響波」とは測定光の照射による光音響効果により被検体M内に発生した弾性波を意味する。
<Probe>
The
本実施形態のプローブ11は、例えば図2および図3に示されるように、振動子アレイ20、光ファイバ43および導光板44を備える。振動子アレイ20は、例えば一次元または二次元に配列された複数の超音波振動子20a(音響検出素子)から構成される。超音波振動子20aは、例えば、圧電セラミクス、またはポリフッ化ビニリデン(PVDF)のような高分子フィルムから構成される圧電素子である。超音波振動子20aは、音響波を受信した場合にその受信信号を電気信号に変換する機能を有している。この電気信号は後述する受信回路21に出力される。このプローブ11は、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等の中から撮像部位に応じて選択される。
The
光ファイバ43は、レーザユニット13からのレーザ光Lを導光板44にまで導く。光ファイバ43は、特に限定されず、石英ファイバ等の公知のものを使用することができる。
The
導光板44は、例えばアクリル板や石英板の表面に特殊な加工を施して、一方の端面から入れた光を他方の端面から均一に面発光させる板である。本発明の光出射部に相当する。図3に示されるように、本実施形態では2つの導光板44が、振動子アレイ20を挟んで対向するように、振動子アレイ20のエレベーション方向の両側に配置されている。なお、一般的にプローブには、エレベーション方向に沿って前方と後方が定義されるため、例えば、複数の導光板44(光出射部)のうち一方の側に配置された導光板44aを「前方側の導光板」、他方の側に配置された導光板44bを「後方側の導光板」とする。光ファイバ43と導光板44とは互いに光学的に結合されている。
The
光ファイバ43と結合された側の導光板44の部分は、図2に示されるように、例えばテーパー形状に形成される。これにより、測定光の照射範囲を効率よく広げることができる。さらに、光ファイバ43と結合される導光板44の部分は、光エネルギーによる破損を回避するために、ガラス材料で形成されることが好ましい。一方、その他の部分は、例えばアクリル等の樹脂材料で形成される。
The portion of the
光ファイバ43によって導光されたレーザ光Lは、導光板44に入射した後、反対側の端部から被検体Mに照射される。導光板44は、より広範囲の被検体Mをレーザ光Lによって照射できるように、その先端部に光を拡散させる機構(散乱粒子を包含する樹脂等)または光の進行方向を振動子アレイ20側へ向ける機構(光を屈折させるための切り欠き等)を有していてもよい。
The laser light L guided by the
プローブ11を上記のように構成することにより、同じ撮像範囲についての反射音響画像としての超音波画像および光音響画像を精度よく生成することができる。これにより、超音波画像と光音響画像の複雑な位置合わせ処理が不要となる場合もある。
By configuring the
プローブ11は、穿刺針60の穿刺をガイドするガイド部46aを有する穿刺アダプタ46を備えることもできる。通常、断層画像を参照しながら行う穿刺は、プローブのスキャン面(振動子アレイの中心を通る断面)を基準に行われる。したがって、本発明は、光音響画像を参照しながら穿刺を行う場合に、特に有用である。
The
<レーザユニット>
レーザユニット13は、被検体Mに照射すべきレーザ光Lを測定光として出射する光源である。このレーザ光を被検体Mが吸収することにより被検体M内で光音響波が発生する。レーザユニット13が出射するレーザ光は、例えば光ファイバ43などの導光手段を用いてプローブ11の先端まで導光され、プローブ11から被検体Mに照射される。
<Laser unit>
The
例えば本実施形態においてレーザユニット13は、QスイッチアレキサンドライトレーザのようなQスイッチレーザ40と、Qスイッチレーザ40から出射したレーザ光Lを光ファイバ43に接続する切換部42とを有する。切換部42は、制御手段29からの指令に応じて、レーザ光Lを接続する光ファイバ43を適宜選択し、レーザ光Lを(i)前方側の導光板44のみへ導光する場合、(ii)後方側の導光板44のみへ導光する場合および(iii)両側の導光板44へ導光する場合で光路を切り換える。上記のような光路の切換は、例えば駆動式の光学要素(ミラーやプリズム)または光スイッチを使用した既存の光スイッチング技術によって実現することができる。レーザユニット13は、制御手段29内のトリガ制御回路30が光トリガ信号を出力すると、フラッシュランプを点灯し、Qスイッチレーザを励起する。例えば本実施形態ではレーザユニット13は、レーザ光として1〜100nsecのパルス幅を有するパルス光を出力するものであることが好ましい。レーザ光の波長は、計測の対象となる被検体内の物質の光吸収特性によって適宜決定される。生体内のヘモグロビンは、その状態(酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビン、メトヘモグロビン等)により光学的な吸収特性が異なるが、一般的には360〜1000nmの光を吸収する。したがって、生体内でのヘモグロビンを計測する場合には、他の生体物質の吸収が比較的少ない600〜1000nmの程度とすることが好ましい。また、より生体内での被検体の深部まで届くという観点から、レーザ光の波長は700〜1000nmであることが好ましく、特に近赤外波長域(700〜850nm)であることが好ましい。
For example, in the present embodiment, the
なお、レーザユニット13としては、特定の波長成分又はその成分を含む単色光を発生する半導体レーザ(LD)、固体レーザ、ガスレーザ等の発光素子を用いることもできる。
The
<超音波ユニット>
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、光音響データ再構成手段A25aおよびB25b、検波手段A26aおよびB26b、対数変換手段A27aおよびB27b、制御手段29、データ加算手段31、光音響画像構築手段32、ずれ量検出手段33、注目組織決定手段34および表示制御手段36を有する。例えば光音響データ再構成手段A25aおよびB25b、検波手段A26aおよびB26b、対数変換手段A27aおよびB27b、データ加算手段31並びに光音響画像構築手段32が、本発明における光音響画像生成手段に相当する。
<Ultrasonic unit>
The
制御手段29は、光音響計測装置10の各部を制御するものであり、本実施形態では例えばトリガ制御回路30を備える。トリガ制御回路30は、例えば光音響計測装置の起動の際に、レーザユニット13に光トリガ信号を送る。これによりレーザユニット13で、フラッシュランプが点灯し、レーザロッドの励起が開始される。そして、レーザロッドの励起状態は維持され、レーザユニット13はレーザ光を出力可能な状態となる。
The control means 29 controls each part of the
そして、制御手段29は、その後トリガ制御回路30からレーザユニット13へQswトリガ信号を送信する。つまり、制御手段29は、このQswトリガ信号によってレーザユニット13からのレーザ光の出力タイミングを制御している。例えば、制御手段29は、プローブ11に設けられた所定のスイッチが押された時に、Qswトリガ信号の送信を開始するように構成することができる。このように構成すれば、スイッチが押された時のプローブ11の位置をプローブ走査の開始地点として取り扱うことができる。さらに次に当該スイッチが押された時にQswトリガ信号の送信を終了するように構成すれば、その時のプローブ11の位置をプローブ走査の終了地点として取り扱うことができる。また本実施形態では、制御手段29は、Qswトリガ信号の送信と同時にサンプリングトリガ信号をAD変換手段22に送信する。サンプリングトリガ信号は、AD変換手段22における光音響信号のサンプリングの開始タイミングの合図となる。このように、サンプリングトリガ信号を使用することにより、レーザ光の出力と同期して光音響信号をサンプリングすることが可能となる。
The
受信回路21は、プローブ11で検出された光音響信号を受信する。受信回路21で受信された光音響信号はAD変換手段22に送信される。
The receiving
AD変換手段22は、サンプリング手段であり、受信回路21が受信した光音響信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。例えば、AD変換手段22は、サンプリング制御部およびAD変換器を有する。受信回路21によって受信された受信信号は、AD変換器によってデジタル化されたサンプリング信号に変換される。AD変換器は、サンプリング制御部によって制御されており、サンプリング制御部がサンプリングトリガ信号を受信したときに、サンプリングを行うように構成されている。AD変換手段22は、例えば外部から入力する所定周波数のADクロック信号に基づいて、所定のサンプリング周期で受信信号をサンプリングする。
The AD conversion means 22 is a sampling means, which samples the photoacoustic signal received by the receiving
受信メモリ23は、AD変換手段22でサンプリングされた光音響信号(つまり上記サンプリング信号)を記憶する。そして、受信メモリ23は、プローブ11によって検出された光音響信号をデータ分離手段24に出力する。
The
データ分離手段24は、前方側の導光板44から出射したレーザ光に起因する光音響信号のデータ(第1の光音響信号データ)を光音響データ再構成手段Aに送信し、後方側の導光板44から出射したレーザ光に起因する光音響信号データ(第2の光音響信号データ)を光音響データ再構成手段Bに送信する。
The data separation means 24 transmits photoacoustic signal data (first photoacoustic signal data) resulting from the laser light emitted from the front
光音響データ再構成手段A25aは、データ分離手段24から受信した第1の光音響信号データを再構成して、撮像範囲内の各ラインについての信号データを生成する。具体的には光音響データ再構成手段A25aは、各超音波振動子20aの位置に応じた遅延時間で各超音波振動子20aから信号データを加算し、1ライン分の信号データを生成する(遅延加算法)。光音響データ再構成手段A25aは、遅延加算法に代えて、CBP法(Circular Back Projection)により再構成を行ってもよい。あるいは光音響データ再構成手段A25aは、ハフ変換法又はフーリエ変換法を用いて再構成を行ってもよい。再構成された信号データは検波手段26aに送信される。一方、光音響データ再構成手段B25bは、データ分離手段24から受信した第2の光音響信号データを再構成して、撮像範囲内の各ラインについての信号データを生成する。再構成された信号データは検波手段26bに送信される。その他の信号処理については、光音響データ再構成手段A25aと同様である。
The photoacoustic data reconstruction unit A25a reconstructs the first photoacoustic signal data received from the
検波手段A26aおよびB26bはそれぞれ、検波を行って、再構成された信号データから光音響信号を抽出する。そして、検波手段26aおよび26bは、検波された信号データを光音響画像生成用に対数変換手段A27aまたはB27bへ、ずれ量検出用にずれ量検出手段33へ送信する。 Each of the detection means A26a and B26b performs detection and extracts a photoacoustic signal from the reconstructed signal data. The detection means 26a and 26b transmit the detected signal data to the logarithmic conversion means A27a or B27b for photoacoustic image generation and to the deviation amount detection means 33 for deviation amount detection.
対数変換手段A27aまたはB27bは、検波された信号データを対数変換する。対数変換された信号データはデータ加算手段31へ送信される。データ加算手段31は、対数変換された2つの信号データを加算し、1つの光音響信号データを生成し、そのデータを光音響画像構築手段32へ送信する。光音響画像構築手段32は、データ加算手段31で生成された光音響信号データの時間軸を深さ軸に対応させて光音響画像データを生成する。光音響画像データは、表示制御手段36へ送信される。 The logarithmic conversion means A27a or B27b performs logarithmic conversion on the detected signal data. The logarithmically converted signal data is transmitted to the data adding means 31. The data adding means 31 adds two logarithmically converted signal data, generates one photoacoustic signal data, and transmits the data to the photoacoustic image construction means 32. The photoacoustic image construction unit 32 generates photoacoustic image data by associating the time axis of the photoacoustic signal data generated by the data addition unit 31 with the depth axis. The photoacoustic image data is transmitted to the display control means 36.
一方、ずれ量検出手段33は、検波手段A26aから受信した信号データのうち注目組織(つまり注目光吸収体)に起因する部分の強度(第1の強度)と検波手段B26bから受信した信号データのうち注目組織に起因する部分の強度(第2の強度)とを対比して、その大小関係を判定する。すなわち、ずれ量検出手段33は本発明における判定手段に相当する。その判定方法は、例えば第1の強度と第2の強度の比を取ったり差を取ったりすることにより行うことができる。信号データのうち「注目組織に起因する部分」は、注目組織の位置情報に基づいて抽出することができる。注目組織の位置情報は、注目組織決定手段34によって与えられる。注目組織決定手段34は、例えば、事前に或いは現に生成した光音響画像に現わされた組織の中から所定の条件に従い自動で注目組織を設定し、その設定された注目組織の位置情報を自動で取得する。ここで、例えば入力手段16を用いて自動で設定された注目組織を手動で変更できるようにしてもよいし、注目組織の設定自体を入力手段16を用いて行えるようにしてもよい。注目組織に起因する部分の「強度」は、例えば信号データのうち注目組織に起因する部分の平均値、最大値、最頻値または中央値等の代表値とする。
On the other hand, the deviation amount detection means 33 includes the intensity (first intensity) of the portion of the signal data received from the detection means A26a due to the tissue of interest (that is, the attention light absorber) and the signal data received from the detection means B26b. The magnitude relationship is determined by comparing the strength (second strength) of the portion caused by the target tissue. That is, the deviation amount detection means 33 corresponds to the determination means in the present invention. The determination method can be performed, for example, by taking a ratio or difference between the first intensity and the second intensity. Of the signal data, the “part resulting from the tissue of interest” can be extracted based on the position information of the tissue of interest. The position information of the target tissue is given by the target
この大小関係に基づき、注目組織がスキャン面に対して前方にずれているのか或いは後方にずれているのかを把握することができる。なお、注目組織(または注目光吸収体)は、光吸収特性のある組織(または光吸収体)のうち、スキャン面に対する位置関係を把握する対象の組織(または光吸収体)である。このような組織としては、例えば血管やリンパ節が挙げられる。 Based on this magnitude relationship, it is possible to grasp whether the target tissue is displaced forward or backward with respect to the scan plane. Note that the tissue of interest (or light absorber of interest) is a tissue (or light absorber) that is a target of grasping the positional relationship with respect to the scan plane among tissues (or light absorbers) having light absorption characteristics. Examples of such tissues include blood vessels and lymph nodes.
具体的には以下の通りである。例えば注目組織が血管65である場合を考える。図4aは、前方側の導光板44aのみからレーザ光L1を出射させたときの様子を示す概略図であり、図4bは、後方側の導光板44bのみからレーザ光L2を出射させたときの様子を示す概略図である。注目血管65がスキャン面Sから前方にずれている場合には、導光板44aおよび注目血管65間の距離が、導光板44bおよび注目血管65間の距離よりも短くなる。したがって、光や音響波の強度はその伝搬距離に依存するから、図4aの場合に振動子アレイ20で検出される注目血管65からの光音響信号の強度は、図4bの場合におけるものよりも大きくなる。仮に、それぞれの光音響信号から光音響画像を生成すると、例えば図5のようになる。図5aは、前方側の導光板44aから出射したレーザ光に起因する光音響信号に基づく光音響画像66aを示す概略図であり、図5bは、後方側の導光板44bから出射したレーザ光に起因する光音響信号に基づく光音響画像66bを示す概略図である。図5bでは、信号強度が弱い分、光音響画像66b中の血管65bは、光音響画像66a中の血管65aよりも薄くなる。
Specifically, it is as follows. For example, consider a case where the target tissue is a
このように、上記大小関係は、注目血管のスキャン面に対するずれと相関を有するから、上記大小関係を知ることにより注目血管のスキャン面に対するずれを把握することが可能となる。さらに、注目血管がスキャン面から離れれば離れるほど両距離の差は広がるため、上記大小関係の程度まで検出すれば、注目血管のスキャン面からのずれ量を検出することも可能となる。そして、ずれ量検出手段33で取得された上記大小関係の判定結果は、表示制御手段36へ送信される。
Thus, since the magnitude relationship has a correlation with the shift of the target blood vessel with respect to the scan plane, it is possible to grasp the shift of the target blood vessel with respect to the scan plane by knowing the magnitude relationship. Furthermore, since the difference between the two distances increases as the target blood vessel moves away from the scan plane, the amount of shift of the target blood vessel from the scan plane can be detected by detecting the magnitude relationship. Then, the determination result of the magnitude relationship acquired by the deviation
表示制御手段36は、表示内容を表示手段14の表示部に表示させる。例えば、表示制御手段36は、光音響画像構築手段32により生成された光音響画像データに基づいて、光音響画像を表示手段14の表示部に表示させる。また、表示制御手段36は、上記判定結果に基づいて、当該判定結果がその表示部に表現されるように表示手段を制御する。つまり、本実施形態において、表示制御手段36が、本発明の通知手段に相当する。例えば、図6は、矢印によってその判定結果が表現される様子を示す。具体的には、図6aは、血管65を現わした光音響画像68と上向きの矢印69aが表示部67に表示され、この矢印69aによって例えば注目血管65がスキャン面に対して前方側にずれていることを表現して、上記判定結果を通知している。この場合に注目血管65の位置をスキャン面上に合わせるためには、プローブを前方に移動させればよい。一方、図6bは、光音響画像68と下向きの矢印69bが表示部67に表示され、この矢印69bによって例えば注目血管65がスキャン面に対して後方側にずれていることを表現して、上記判定結果を通知している。この場合に注目血管65の位置をスキャン面上に合わせるためには、プローブを後方に移動させればよい。
The
このように、本装置の使用者(装置の実際の操作者の他、計測の補助者等、その近傍に存在する者を含む。)は、矢印の方向に基づいて注目血管65とスキャン面とのより正確な位置関係の把握が可能となり、その結果プローブ11を前後させることにより注目血管65の位置をスキャン面上に合わせることが容易となる。注目血管65の位置がスキャン面上に到達した場合には、例えば図6cに示されるように、注目血管がスキャン面上に存在することを示す標識が表示される。これにより、本装置の使用者は、注目血管65の位置がスキャン面上に到達したことを容易に知ることができる。なお、判定結果を通知するための表示物としては、上記の矢印に限らず、その他の図形、文字もしくは記号又はこれらの組合せ等の標識を採用することができる。また、標識に限らず、図7に示されるように、例えば目盛り70aとインジケータ70bとからなるメータ表示70を採用することもできる。この場合において、注目血管65の位置がスキャン面上に到達したときには、インジケータ70bは、目盛り70aの基準点70cに来るように設定されている。
As described above, the user of this apparatus (including the person who exists in the vicinity of the measurement operator and the like, in addition to the actual operator of the apparatus) can recognize the
ここで、通知手段としての表示制御手段36は、上記判定結果の大小関係の程度に応じて判定結果の通知態様を変更するものであることが好ましい。上記の図6cおよび図7もその一例であるが、他には、大小関係の程度に応じて上記標識の大きさ、色または形状が変化する態様が考えられる。
Here, it is preferable that the
または、表示制御手段36は、上記判定結果に応じた色で表示部の全部または一部を表示させるものとすることができる。例えば、注目組織がスキャン面に対して前方側にずれている場合には、画面全体またはその一部を赤系統の配色にし、注目組織がスキャン面に対して後方側にずれている場合には、画面全体またはその一部を青系統の配色にするような態様が考えられる。このような態様によれば、画面(表示部)の色によって、上記判定結果を使用者に通知することができる。この場合において、上記判定結果の大小関係の程度に応じて判定結果の通知態様を変更する態様の例としては、画面の配色の明度や色相を上記判定結果の大小関係の程度に応じて変化させることが挙げられる。さらに、表示制御手段36は、それぞれの上記光音響信号に基づいて生成された複数の光音響画像を表示部に交互に表示させるものとすることもできる。例えば、図5aおよびbそれぞれの光音響画像を交互に画面に表示する態様が考えられる。このような態様によれば、画素値(信号強度)の異なる画像が交互に表示されるため、注目組織の位置がスキャン面からずれているときは注目組織の画像領域は点滅状態となるため、この点滅によって上記判定結果を使用者に通知することができる。この場合にも、注目組織の位置がスキャン面からずれているほど画素値の差が大きいため、上記判定結果の大小関係の程度に応じて判定結果の通知態様が変化することになる。 Or the display control means 36 shall display all or one part of a display part by the color according to the said determination result. For example, if the target tissue is displaced forward with respect to the scan plane, the entire screen or a part of the screen is colored in red, and if the target tissue is shifted backward with respect to the scan plane A mode in which the entire screen or a part thereof is arranged in a blue color scheme is conceivable. According to such an aspect, the determination result can be notified to the user by the color of the screen (display unit). In this case, as an example of a mode in which the determination result notification mode is changed according to the level of the determination result, the brightness and hue of the color scheme of the screen are changed according to the level of the determination result. Can be mentioned. Further, the display control means 36 may alternately display a plurality of photoacoustic images generated based on the respective photoacoustic signals on the display unit. For example, a mode in which the photoacoustic images of FIGS. 5a and 5b are alternately displayed on the screen is conceivable. According to such an aspect, since images with different pixel values (signal intensity) are alternately displayed, the image region of the target tissue is blinking when the position of the target tissue is shifted from the scan plane. The user can be notified of the determination result by this blinking. Also in this case, since the difference in pixel value increases as the position of the target tissue deviates from the scan plane, the determination result notification mode changes according to the magnitude of the determination result.
以下、本発明の作用効果を説明する。一般的に、超音波振動子のような音響検出素子で音響波を検出する際には、音響検出素子の幅(例えば図3における左右方向の長さ)の分だけ、音響波の検出範囲Rに幅が存在することになる。したがって、例えば図3に示されるように、振動子アレイによって規定される特定のスキャン面について取得された光音響画像に表された特定の注目組織(本実施形態では血管65)であっても、実際にはそのスキャン面S上に存在しないという場合があり得る。このような場合、例えば光音響画像を参照しながら(つまり、スキャン面Sを基準にしながら)穿刺針60を注目組織に向けて挿入しても、穿刺針60で注目組織を捉えることができないこととなる。そこで、例えば穿刺を行う場合には、穿刺の対象となる特定の注目組織とスキャン面とのより正確な位置関係の把握が必要となる。
Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described. In general, when an acoustic wave is detected by an acoustic detection element such as an ultrasonic transducer, an acoustic wave detection range R corresponding to the width of the acoustic detection element (for example, the horizontal length in FIG. 3). There will be a width. Therefore, for example, as shown in FIG. 3, even a specific tissue of interest (
そして、本発明によれば上記要望に応えることができる。本実施形態の光音響計測装置および光音響計測方法は、音響検出素子の両側に配置された複数の光出射部のうち、一方の側の光出射部から出射した測定光に起因する被検体内の注目組織から生じる光音響信号の強度と、他方の側の光出射部から出射した測定光に起因する上記注目組織から生じる光音響信号の強度との大小関係を判定し、得られた判定結果を使用者に通知することを特徴とする。この大小関係は、前述したように、その注目組織とそれぞれの側の光出射部との距離に関係しているから、使用者はこの通知により、その注目組織がスキャン面に対してどの方向にあるのかを、従来に比べより正確に知ることができる。この結果、光音響計測において、特定の注目組織とスキャン面とのより正確な位置関係の把握が可能となり、プローブの位置調整が容易となる。そして、使用者は、プローブの位置を調整した後、穿刺作業を行えば、注目組織に対してより正確な穿刺が可能となる。 And according to this invention, it can respond to the said request. The photoacoustic measurement device and the photoacoustic measurement method according to the present embodiment include a plurality of light emitting units arranged on both sides of the acoustic detection element, and the inside of the subject caused by the measurement light emitted from the light emitting unit on one side. Determination result obtained by determining the magnitude relationship between the intensity of the photoacoustic signal generated from the target tissue and the intensity of the photoacoustic signal generated from the target tissue due to the measurement light emitted from the light emitting unit on the other side Is notified to the user. As described above, this magnitude relationship is related to the distance between the target tissue and the light emitting part on each side. It is possible to know whether there is more accurately than in the past. As a result, in photoacoustic measurement, it is possible to grasp a more accurate positional relationship between a specific target tissue and a scan surface, and the position adjustment of the probe is facilitated. If the user performs the puncturing operation after adjusting the position of the probe, the user can puncture the tissue of interest more accurately.
なお、上記の説明では、第1および第2の光音響信号データの加算により光音響画像を生成する場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、光音響画像は、両側の導光板44から出射したレーザ光に起因する光音響信号(第3の光音響信号データ)に基づいて生成してもよい。この場合には、片側のみの照射によって得られた第1および第2の光音響信号データは大小関係の判定にのみ使用され、両側の照射によって得られた第3の光音響信号データは光音響画像の生成にのみ使用されることになる。
In the above description, the case where the photoacoustic image is generated by adding the first and second photoacoustic signal data has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the photoacoustic image may be generated based on a photoacoustic signal (third photoacoustic signal data) caused by laser light emitted from the
また、上記の説明では、検波後かつ対数変換前の信号データに基づいて光音響信号の大小関係を判定する場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、検波前の生データや対数変換後の信号データに基づいて光音響信号の大小関係を判定することも可能である。 In the above description, the case is described in which the magnitude relationship between the photoacoustic signals is determined based on the signal data after detection and before logarithmic conversion. However, the present invention is not limited to this. For example, the magnitude relationship between the photoacoustic signals can be determined based on raw data before detection or signal data after logarithmic conversion.
また、上記の説明では、光吸収体として被検体(生体)内の組織を採用した場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、光を吸収する性質を有する材料(例えば金属、ステンレスおよびプラスチック等)から製造された器具(例えば穿刺針やステント等)の位置を確認したい場合にも、本発明を適用することができる。 In the above description, the case where the tissue in the subject (living body) is employed as the light absorber has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied when it is desired to confirm the position of a device (for example, a puncture needle or a stent) manufactured from a material having a property of absorbing light (for example, metal, stainless steel, or plastic).
「第2の実施形態」
次に、本発明の光音響計測装置および光音響計測方法の第2の実施形態について説明する。図9は、第2の実施形態の光音響計測装置の構成を示す概略図である。本実施形態は、通知手段が通知音発生手段である点で、第1の実施形態と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は、特に必要がない限り省略する。
“Second Embodiment”
Next, a second embodiment of the photoacoustic measurement apparatus and photoacoustic measurement method of the present invention will be described. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the configuration of the photoacoustic measurement apparatus according to the second embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that the notification unit is a notification sound generation unit. Therefore, a detailed description of the same components as those in the first embodiment will be omitted unless particularly necessary.
本実施形態の光音響計測装置10は、図9に示されるように、プローブ11、超音波ユニット12、レーザユニット13、表示手段14および入力手段16を備えている。また、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、光音響データ再構成手段A25aおよびB25b、検波手段A26aおよびB26b、対数変換手段A27aおよびB27b、制御手段29、データ加算手段31、光音響画像構築手段32、ずれ量検出手段33、注目組織決定手段34、通知音発生手段35および表示制御手段36を有する。
As shown in FIG. 9, the
本実施形態では、ずれ量検出手段33で取得された上記大小関係の判定結果が、通知音発生手段35へ送信される。通知音発生手段35は、上記判定結果に応じた音を発することにより判定結果を通知するものである。例えば、スキャン面に対する注目組織の位置に応じて音の高さ、大きさまたはメロディを変えるような態様が考えられる。この場合において、上記判定結果の大小関係の程度に応じて判定結果の通知態様を変更する態様の例としては、音の高さ、大きさまたは発生周期をその程度に応じて連続的に変化させることが挙げられる。
In the present embodiment, the determination result of the magnitude relationship acquired by the deviation
以上のように、本実施形態の光音響計測装置および光音響計測方法は、上記大小関係を判定し、得られた判定結果を通知音発生手段によって使用者に通知することを特徴とする。したがって、本実施形態でも第1の実施形態と同様の効果が得られる。 As described above, the photoacoustic measurement apparatus and the photoacoustic measurement method of the present embodiment are characterized by determining the magnitude relationship and notifying the obtained determination result to the user by the notification sound generating means. Therefore, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
なお、本実施形態では、表示制御手段36は、通知手段として機能する必要はないが、通知音発生手段35と共に通知手段として機能してもよい。
In this embodiment, the
「第3の実施形態」
次に、本発明の光音響計測装置および光音響計測方法の第3の実施形態について説明する。図10は、第3の実施形態のプローブの構成を示す概略図である。本実施形態は、通知手段が振動発生手段である点で、第1の実施形態と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は、特に必要がない限り省略する。
“Third Embodiment”
Next, a third embodiment of the photoacoustic measurement apparatus and photoacoustic measurement method of the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the configuration of the probe according to the third embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that the notifying means is a vibration generating means. Therefore, a detailed description of the same components as those in the first embodiment will be omitted unless particularly necessary.
本実施形態の光音響計測装置は、図1に示されるように、プローブ11、超音波ユニット12、レーザユニット13、表示手段14および入力手段16を備えている。また、プローブ11は、プローブ筺体45内に2つの振動モータ47aおよび47bを有する。一方の振動モータ47aは筺体45内の前方側に設けられ、他方の振動モータ47bはその後方に設けられている。
As shown in FIG. 1, the photoacoustic measurement apparatus of the present embodiment includes a
本実施形態では、ずれ量検出手段33で取得された上記大小関係の判定結果が、例えば制御手段29へ送信される。制御手段29と振動モータ47aおよび47bとは接続されており、制御手段29が上記判定結果に応じて振動モータ47aおよび47bの両方またはその一方を振動させる。つまり、本実施形態において、制御手段29と振動モータ47aおよび47bとが、本発明における振動発生手段に相当する。振動発生手段は、上記判定結果に応じた振動を発することにより判定結果を通知するものである。例えば、図10に示されるように、注目組織がスキャン面に対して前方側にずれている場合には、制御手段29が振動モータ47aを駆動させて前方側に振動48を発生させ(図10a)、注目組織がスキャン面に対して後方側にずれている場合には、制御手段29が振動モータ47bを駆動させて後方側に振動48を発生させる(図10b)ような態様が考えられる。この場合において、上記判定結果の大小関係の程度に応じて判定結果の通知態様を変更する態様の例としては、振動の大きさまたは発生周期をその程度に応じて連続的に変化させることが挙げられる。
In the present embodiment, the magnitude relation determination result acquired by the deviation
以上のように、本実施形態の光音響計測装置および光音響計測方法は、上記大小関係を判定し、得られた判定結果を振動発生手段によって使用者に通知することを特徴とする。したがって、本実施形態でも第1の実施形態と同様の効果が得られる。 As described above, the photoacoustic measurement apparatus and the photoacoustic measurement method of the present embodiment are characterized by determining the magnitude relationship and notifying the user of the obtained determination result by vibration generating means. Therefore, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
なお、本実施形態では、表示制御手段36は、通知手段として機能する必要はないが、振動発生手段と共に通知手段として機能してもよい。
In the present embodiment, the
「第4の実施形態」
次に、本発明の光音響計測装置および光音響計測方法の第4の実施形態について説明する。図11は、第4の実施形態の光音響計測装置の構成を示す概略図である。本実施形態は、超音波画像生成機能も有する点で、第1の実施形態と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は、特に必要がない限り省略する。
“Fourth Embodiment”
Next, a fourth embodiment of the photoacoustic measurement apparatus and photoacoustic measurement method of the present invention will be described. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the configuration of the photoacoustic measurement apparatus according to the fourth embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that it also has an ultrasonic image generation function. Therefore, a detailed description of the same components as those in the first embodiment will be omitted unless particularly necessary.
本実施形態の光音響計測装置10は、図11に示されるように、プローブ11、超音波ユニット12、レーザユニット13、表示手段14および入力手段16を備えている。また、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、光音響データ再構成手段A25aおよびB25b、検波手段A26aおよびB26b、対数変換手段A27aおよびB27b、制御手段29、データ加算手段31、光音響画像構築手段32、ずれ量検出手段33、注目組織決定手段34および表示制御手段36、並びに超音波データ再構成手段25c、検波・対数変換手段26c、超音波画像構築手段39、画像合成手段38および送信制御回路50を有する。超音波データ再構成手段25c、検波・対数変換手段26cおよび超音波画像構築手段39が、本発明における反射音響画像生成手段に相当する。
As shown in FIG. 11, the
本実施形態では、プローブ11は、光音響信号の検出に加えて、被検体に対する超音波の出力(送信)、及び送信した超音波に対する被検体からの反射超音波(反射音響波)の検出(受信)を行う。超音波の送受信を行う音響検出素子としては、前述した検出素子アレイ20を使用してもよいし、超音波の送受信用に別途プローブ11中に設けられた新たな検出素子アレイを使用してもよい。また、超音波の送受信は分離してもよい。例えばプローブ11とは異なる位置から超音波の送信を行い、その送信された超音波に対する反射超音波をプローブ11で受信してもよい。
In the present embodiment, in addition to the detection of the photoacoustic signal, the
トリガ制御回路30は、超音波画像(反射音響画像)の生成時は、送信制御回路50に超音波送信を指示する旨の超音波送信トリガ信号を送る。送信制御回路50は、この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。プローブ11は、超音波の送信後、被検体からの反射超音波を検出する。
When generating an ultrasonic image (reflection acoustic image), the
プローブ11が検出した反射超音波は、受信回路21を介してAD変換手段22に入力される。トリガ制御回路30は、超音波送信のタイミングに合わせてAD変換手段22にサンプリグトリガ信号を送り、反射超音波のサンプリングを開始させる。AD変換手段22は、反射超音波のサンプリング信号を受信メモリ23に格納する。光音響信号のサンプリングと、反射超音波のサンプリングとは、どちらを先に行ってもよい。
The reflected ultrasonic wave detected by the
データ分離手段24は、受信メモリ23に格納された光音響信号のサンプリング信号と反射超音波のサンプリング信号とを分離する。データ分離手段24は、第1の光音響信号データを光音響データ再構成手段A25aに送信し、第2の光音響信号データを光音響データ再構成手段B25bに送信し、反射超音波の信号データを超音波データ再構成手段25cに送信する。
The
超音波データ再構成手段25cは、プローブ11の複数の音響検出素子で検出された反射超音波(そのサンプリング信号)に基づいて、超音波画像の各ラインのデータを生成する。各ラインのデータの生成には、光音響データ再構成手段における各ラインのデータの生成と同様に、遅延加算法などを用いることができる。検波・対数変換手段26cは、超音波データ再構成手段25cが出力する各ラインのデータの包絡線を求め、求めた包絡線を対数変換する。
The ultrasonic
超音波画像構築手段39は、対数変換が施された各ラインのデータに基づいて、超音波画像を生成する。
The ultrasonic
画像合成手段38は、例えば光音響画像と超音波画像とを合成する(図12)。画像合成手段38は、例えば光音響画像と超音波画像とを重畳することで画像合成を行う。合成された画像は、表示制御手段36へ出力され、表示手段14に表示される。画像合成を行わずに、表示手段14に、光音響画像と超音波画像とを並べて表示し、或いは光音響画像と超音波画像とを切り替えて表示することも可能である。
The image synthesis means 38 synthesizes, for example, a photoacoustic image and an ultrasonic image (FIG. 12). The
以上のように、本実施形態の光音響計測装置および光音響計測方法は、光音響画像に加えて超音波画像を生成することを特徴とする。したがって、超音波画像を参照することで、光音響画像では画像化することができない部分を観察することができるという効果も得られる(図12)。 As described above, the photoacoustic measurement device and the photoacoustic measurement method according to the present embodiment generate an ultrasonic image in addition to the photoacoustic image. Therefore, by referring to the ultrasonic image, there is also an effect that a portion that cannot be imaged by the photoacoustic image can be observed (FIG. 12).
10 光音響計測装置
11 プローブ
12 超音波ユニット
13 レーザユニット
14 表示手段
16 入力手段
20 振動子アレイ
20a 超音波振動子
40 スイッチレーザ
42 切換部
43 光ファイバ
44 導光板
45 筺体
46 穿刺アダプタ
46a ガイド部
47a 振動モータ
47b 振動モータ
48 振動
50 送信制御回路
60 穿刺針
65 血管
25a 光音響データ再構成手段A
25b 光音響データ再構成手段B
L レーザ光
M 被検体
R 検出範囲
S スキャン面
DESCRIPTION OF
25b Photoacoustic data reconstruction means B
L Laser beam M Subject R Detection range S Scan plane
Claims (20)
音響検出素子の両側に配置された複数の光出射部のうち、一方の側の光出射部から出射した測定光に起因する被検体内の注目光吸収体から生じる光音響信号の強度と、他方の側の光出射部から出射した測定光に起因する前記注目光吸収体から生じる光音響信号の強度との大小関係を判定する判定手段と、
該判定手段により得られた判定結果を使用者に通知する通知手段とを備えることを特徴とする光音響計測装置。 In a photoacoustic measurement device that measures a signal of a photoacoustic wave generated in a subject,
Among the plurality of light emitting units arranged on both sides of the acoustic detection element, the intensity of the photoacoustic signal generated from the light absorber of interest in the subject caused by the measurement light emitted from the light emitting unit on one side, and the other Determination means for determining a magnitude relationship with the intensity of the photoacoustic signal generated from the light absorber of interest caused by the measurement light emitted from the light emitting portion on the side of
A photoacoustic measurement device comprising: notification means for notifying a user of a determination result obtained by the determination means.
音響検出素子の両側に配置された複数の光出射部のうち、一方の側の光出射部から出射した測定光に起因する被検体内の注目光吸収体から生じる光音響信号の強度と、他方の側の光出射部から出射した測定光に起因する前記注目光吸収体から生じる光音響信号の強度との大小関係を判定し、
得られた判定結果を通知手段によって使用者に通知することを特徴とする光音響計測方法。 In a photoacoustic measurement method for measuring a photoacoustic wave signal generated in a subject,
Among the plurality of light emitting units arranged on both sides of the acoustic detection element, the intensity of the photoacoustic signal generated from the light absorber of interest in the subject caused by the measurement light emitted from the light emitting unit on one side, and the other Determining the magnitude relationship with the intensity of the photoacoustic signal generated from the light absorber of interest due to the measurement light emitted from the light emitting part on the side of
A photoacoustic measurement method characterized by notifying a user of the obtained determination result by a notification means.
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