JP2015123345A - Subject information acquisition device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体情報取得装置に関する。 The present invention relates to a subject information acquisition apparatus.
生体などの被検体内における、吸収係数などの光学特性値を求める方法の1つとして、光音響トモグラフィー(PAT:Photoacoustic Tomography)がある(非特許文献1)。PATは、生体内での散乱が光に比べて少ない超音波の特性を利用した技術である。 One method for obtaining optical characteristic values such as absorption coefficient in a subject such as a living body is photoacoustic tomography (PAT) (Non-patent Document 1). PAT is a technology that utilizes the characteristics of ultrasonic waves that are less scattered in vivo than light.
PATにおいて、光源から発生したパルス光が生体に照射されると、光は生体内を拡散しながら伝搬する。生体内に含まれる光吸収体は、伝搬してきた光を吸収して光音響波(典型的には超音波)を発生する。この光音響波を探触子で受信し、受信した信号を解析することにより、生体内の光吸収体に起因した初期音圧分布を取得できる。この初期音圧分布に対して光の分布を考慮することにより、吸収係数分布を取得できる。 In PAT, when pulsed light generated from a light source is irradiated on a living body, the light propagates while diffusing in the living body. The light absorber included in the living body absorbs the propagated light and generates a photoacoustic wave (typically, an ultrasonic wave). By receiving this photoacoustic wave with a probe and analyzing the received signal, it is possible to acquire an initial sound pressure distribution caused by the light absorber in the living body. The absorption coefficient distribution can be acquired by considering the light distribution with respect to the initial sound pressure distribution.
生体内の腫瘍の大きさを正確に知るために、装置の解像度は高い方が好ましい。そこで特許文献1では、生体に照射する光の両脇に、2つの探触子を生体に対して傾けて配置することにより、探触子の走査面と平行な面内の解像度を改善する例が開示されている。また、1つの探触子を生体に照射する光の両側に1ステップごとに交互に配置することにより、解像度を改善する例も、特許文献1に開示されている。
In order to accurately know the size of the tumor in the living body, it is preferable that the resolution of the apparatus is high. Therefore, in
しかしながら、特許文献1のような装置を考えた場合、探触子が2つ必要となるため、装置が高コストになるという課題があった。また、1つの探触子を生体に照射する光の両側に1ステップごとに交互に配置しようとすると、撮像時間が長くなるため、操作者および被検者に負担がかかるという課題があった。
However, when considering an apparatus such as that disclosed in
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光の照射位置が移動可能な光音響測定において、コストを抑制しつつ測定の長期化を防ぐための技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique for preventing prolonged measurement while suppressing costs in photoacoustic measurement in which the irradiation position of light is movable. is there.
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
光を被検体に照射する照射部と、
前記照射部を前記被検体上で複数回移動させる走査制御部と、
前記照射部からの光の照射により前記被検体から発生した音響波を受信して電気信号に変換する受信部と、
前記受信部が出力した前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を生成する処理部と、
を有し、
前記走査制御部は、前記複数回の移動のそれぞれにおいて光を照射される前記被検体上の領域が、少なくとも部分的に共通な領域を有するように、前記照射部を移動させるものであり、
前記処理部は、前記照射部と前記受信部との位置関係がそれぞれ異なる前記複数回の移動ごとに前記受信部が出力した電気信号を用いて、前記特性情報を生成する
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
The present invention employs the following configuration. That is,
An irradiation unit for irradiating the subject with light; and
A scanning control unit for moving the irradiation unit on the subject a plurality of times;
A receiving unit that receives an acoustic wave generated from the subject by irradiation of light from the irradiation unit and converts the acoustic wave into an electrical signal;
A processing unit that generates characteristic information inside the subject using the electrical signal output by the receiving unit;
Have
The scanning control unit is configured to move the irradiation unit such that a region on the subject irradiated with light in each of the plurality of movements has at least a partially common region;
The processing unit generates the characteristic information using an electrical signal output by the receiving unit for each of the plurality of movements in which the positional relationship between the irradiation unit and the receiving unit is different. This is a specimen information acquisition apparatus.
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
光を被検体に照射する照射部と、
前記照射部を前記被検体上で複数回移動させる走査制御部と、
前記照射部からの光の照射により前記被検体から発生した音響波を受信して電気信号に変換する複数の素子を含む受信部と、
前記受信部が出力した前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を生成する処理部と、
を有し、
前記受信部は、前記複数回の移動のそれぞれにおいて前記音響波を受信する素子が、少なくとも部分的に異なるように、前記複数の素子から受信に用いる受信素子群を選択するものであり、
前記処理部は、前記照射部と前記受信部の前記受信素子群との位置関係がそれぞれ異なる前記複数回の移動ごとに前記受信部が出力した電気信号を用いて、前記特性情報を生成する
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
The present invention also employs the following configuration. That is,
An irradiation unit for irradiating the subject with light; and
A scanning control unit for moving the irradiation unit on the subject a plurality of times;
A receiving unit including a plurality of elements that receive an acoustic wave generated from the subject by irradiation of light from the irradiation unit and convert it into an electrical signal;
A processing unit that generates characteristic information inside the subject using the electrical signal output by the receiving unit;
Have
The receiving unit selects a receiving element group to be used for reception from the plurality of elements so that the elements that receive the acoustic wave in each of the plurality of movements are at least partially different.
The processing unit generates the characteristic information using an electrical signal output by the receiving unit for each of the plurality of movements in which the positional relationship between the irradiation unit and the receiving element group of the receiving unit is different. An object information acquiring apparatus characterized by the above.
本発明によれば、光の照射位置が移動可能な光音響測定において、コストを抑制しつつ測定の長期化を防ぐことができる。 According to the present invention, in photoacoustic measurement in which the irradiation position of light is movable, it is possible to prevent measurement from being prolonged while suppressing cost.
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状およびそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described below should be changed as appropriate according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the following description.
本発明の被検体情報取得装置は、被検体に光(電磁波)を照射し、光音響効果に従って被検体内で発生して伝搬した音響波を受信(検出)する、光音響トモグラフィー技術を利用した装置を含む。このような被検体情報取得装置は、光音響測定に基づき被検体内部の画像データを得るものであることから、光音響画像装置と呼べる。以下の記載では、かかる光音響画像装置や、それを用いた光音響画像形成方法について説明する。ただし本発明に係る装置は、必ずしも特性情報を表示する必要はなく、利用可能なデータとして保存しておいても良い。 The subject information acquisition apparatus of the present invention utilizes photoacoustic tomography technology that irradiates a subject with light (electromagnetic waves) and receives (detects) an acoustic wave generated and propagated in the subject according to the photoacoustic effect. Including equipment. Such an object information acquiring apparatus obtains image data inside the object based on photoacoustic measurement, and thus can be called a photoacoustic image apparatus. In the following description, such a photoacoustic image apparatus and a photoacoustic image forming method using the same will be described. However, the apparatus according to the present invention is not necessarily required to display the characteristic information, and may be stored as usable data.
特性情報あるいは被検体情報とは、光照射によって生じた音響波の発生源分布、被検体内の初期音圧分布、あるいは初期音圧分布から導かれる光エネルギー吸収密度分布や吸収係数分布、組織を構成する物質の濃度分布を示す。組織を構成する物質とは、例えば、酸素飽和度分布や酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などの血液成分、あるいは脂肪、コラーゲン、水分などである。 Characteristic information or subject information refers to the source distribution of acoustic waves generated by light irradiation, the initial sound pressure distribution in the subject, or the optical energy absorption density distribution, absorption coefficient distribution, and tissue derived from the initial sound pressure distribution. The concentration distribution of the constituent substances is shown. The substance constituting the tissue is, for example, a blood component such as an oxygen saturation distribution or an oxidized / reduced hemoglobin concentration distribution, or fat, collagen, moisture, and the like.
本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。光音響効果により発生した音響波のことを、光音響波または光超音波と呼ぶ。探触子により音響波から変換された電気信号を音響信号とも呼ぶ。 The acoustic wave referred to in the present invention is typically an ultrasonic wave and includes an elastic wave called a sound wave or an acoustic wave. An acoustic wave generated by the photoacoustic effect is called a photoacoustic wave or an optical ultrasonic wave. An electric signal converted from an acoustic wave by the probe is also called an acoustic signal.
本発明は被検体情報取得装置の作動方法、制御方法としても捉えられる。本発明はまた、作動方法や制御方法を情報処理装置等に実施させるプログラムとしても捉えられる。 The present invention can also be understood as an operation method and a control method of a subject information acquisition apparatus. The present invention can also be understood as a program for causing an information processing apparatus or the like to execute an operation method or a control method.
[実施形態1]
まず、基本的な実施形態を説明する。
[Embodiment 1]
First, a basic embodiment will be described.
<光音響画像装置>
本実施形態の光音響画像装置は、典型的には図1で示される。装置は、ハード構成として、パルス光源1、光伝送部2、被検体に光を照射する光照射部3、被検体を保持する保持部材5、被検体内で発生した光音響波を受信する受信部(探触子)9を有する。装置はさらに、受信部で受信した信号を用いて被検体内の情報を画像形成する画像形成部12、画像形成部で形成された情報を表示する表示部13、光照射部と受信部との走査を制御する走査制御部11を有する。
<Photoacoustic imaging device>
The photoacoustic image apparatus of this embodiment is typically shown in FIG. The apparatus has, as a hardware configuration, a
パルス光源から発せられたパルス光は、光伝送部により光照射部へ伝送される。伝送されたパルス光は、保持部材で保持された被検体に、保持部材越しに照射される。照射されたパルス光は被検体内部を拡散、伝搬する。伝搬した光のエネルギーの一部が血液などの光吸収体(結果的に音源となる)に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により光音響波(典型的には超音波)が発生する。 The pulsed light emitted from the pulse light source is transmitted to the light irradiation unit by the light transmission unit. The transmitted pulsed light is applied to the subject held by the holding member through the holding member. The irradiated pulsed light diffuses and propagates inside the subject. When part of the energy of the propagated light is absorbed by a light absorber such as blood (resulting in a sound source), photoacoustic waves (typically ultrasound) are generated due to the thermal expansion of the light absorber. To do.
被検体内で発生した光音響波は、保持部材越しに受信部で受信される。光照射部と受信部は、被検体を挟むように配置しても良いし、被検体に対して同じ側に配置しても良い、といったように位置関係に自由度がある。光照射部と受信部は保持部材に沿って被検体上を移動し、その位置関係は走査制御部により制御される。受信部で受信された信号は画像形成部に送られ、画像形成される。画像形成された被検体内部の情報は表示部に送られ、表示される。 The photoacoustic wave generated in the subject is received by the receiving unit through the holding member. The light irradiation unit and the receiving unit may be arranged so as to sandwich the subject or may be arranged on the same side with respect to the subject. The light irradiation unit and the receiving unit move on the subject along the holding member, and the positional relationship is controlled by the scanning control unit. The signal received by the receiving unit is sent to the image forming unit to form an image. Information inside the subject formed with an image is sent to the display unit and displayed.
(パルス光源)
被検体が生体の場合、光照射部からは、生体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される波長の光が照射される。本発明において使用する光の波長は、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。具体的には、被検体が生体の場合、600nm以上1100nm以下である。また効率的に光音響波を発生させるために、パルス幅は10〜50ナノ秒程度が好適である。
(Pulse light source)
When the subject is a living body, the light irradiation unit emits light having a wavelength that is absorbed by a specific component among components constituting the living body. The wavelength of light used in the present invention is desirably a wavelength at which light propagates to the inside of the subject. Specifically, when the subject is a living body, the thickness is 600 nm or more and 1100 nm or less. In order to efficiently generate photoacoustic waves, the pulse width is preferably about 10 to 50 nanoseconds.
光源としては大出力が得られるレーザーが好ましいが、レーザーの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプ等を用いることもできる。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用できる。照射のタイミング、波形、強度等は光源制御部によって制御される。なお、この光源制御部は光源と一体化されていても良い。 As the light source, a laser capable of obtaining a large output is preferable, but a light emitting diode, a flash lamp, or the like can be used instead of the laser. As the laser, various lasers such as a solid laser, a gas laser, a dye laser, and a semiconductor laser can be used. The timing, waveform, intensity, etc. of irradiation are controlled by the light source controller. The light source control unit may be integrated with the light source.
(光伝送部)
光伝送部としては、レンズやミラー、拡散板を用いた空間伝送や、光ファイバによる伝送、あるいはこれらを組み合わせたものが考えられる。
(Optical transmission part)
As the optical transmission unit, spatial transmission using a lens, a mirror, and a diffusion plate, transmission using an optical fiber, or a combination of these may be considered.
(光照射部)
光照射部は保持部材に沿って移動する。以下で説明する走査制御部によって受信部との位置関係と走査方法は制御される。被検体に照射される光の形状を適切にするために、光照射部はレンズなどの光学部材を備えていても良い。
(Light irradiation part)
The light irradiation unit moves along the holding member. The positional relationship with the receiving unit and the scanning method are controlled by the scanning control unit described below. In order to make the shape of the light irradiated to the subject appropriate, the light irradiation unit may include an optical member such as a lens.
(被検体及び光吸収体)
これらは本発明の光音響画像装置の構成要素ではなく、測定対象である。本発明の光音響画像装置は、血管の造影、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを主な目的とする。被検体内部の光吸収体としては、使用する光の波長にもよるが被検体内で相対的に吸収係数が高いものである。具体的には水や脂肪、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなどが挙げられる。
(Subject and light absorber)
These are not constituent elements of the photoacoustic image apparatus of the present invention, but are objects to be measured. The photoacoustic imaging apparatus of the present invention is mainly intended for imaging of blood vessels, diagnosis of malignant tumors and vascular diseases of humans and animals, and follow-up of chemical treatment. The light absorber inside the subject has a relatively high absorption coefficient in the subject although it depends on the wavelength of light used. Specific examples include water, fat, protein, oxygenated hemoglobin, and reduced hemoglobin.
(受信部)
受信部は、パルス光により生体表面及び生体内部等で発生する光音響波を受信して、アナログ電気信号に変換する素子を含む。このような受信部は、一般に探触子とも呼ばれる。受信部はまた、複数の素子を含んでいても良い。受信部に含まれる複数の素子のうち、ある測定または走査において音響波を受信する素子の集まりを、受信素子群と呼ぶ。逆に言えば、受信部中の素子の一部は、何らかの理由により音響波を受信しない、または受信できない場合がある。
(Receiver)
The receiving unit includes an element that receives photoacoustic waves generated on the surface of the living body, the inside of the living body, and the like by pulsed light and converts them into an analog electric signal. Such a receiving unit is generally called a probe. The receiving unit may also include a plurality of elements. Among a plurality of elements included in the receiving unit, a group of elements that receive an acoustic wave in a certain measurement or scanning is called a receiving element group. In other words, some of the elements in the receiving unit may or may not receive acoustic waves for some reason.
受信部としては、圧電現象を用いたもの、光の共振を用いたもの、静電容量の変化を用いたものなど、光音響波を受信できるものであれば、様々な探触子を使用できる。本実施形態の受信部としては、典型的には複数の受信素子が1次元、あるいは2次元に配置された探触子が好適である。このような多次元配列素子を用いることで、同時に複数の場所で光音響波を受信することができ、測定時間を短縮できる。探触子の素子数が十分多い場合には、任意の素子を切り替え部により選択、切り替えながら走査することもできる。 Various receivers can be used as long as they can receive photoacoustic waves, such as those using piezoelectric phenomena, those using light resonance, and those using changes in capacitance. . As the receiving unit of the present embodiment, a probe in which a plurality of receiving elements are typically arranged one-dimensionally or two-dimensionally is suitable. By using such a multidimensional array element, photoacoustic waves can be received simultaneously at a plurality of locations, and the measurement time can be shortened. When the number of elements of the probe is sufficiently large, scanning can be performed while selecting and switching an arbitrary element by the switching unit.
(保持部材)
探触子と被検体を音響的に結合させるために、保持部材として、被検体と音響インピーダンスが近い素材が好ましい。一例としてはポリメチルペンテンが挙げられる。光音響波を効率よく受信するために、水などの液体あるいはジェルなど、音響マッチング剤を介して探触子と保持部材を接触させることが好ましい。
(Holding member)
In order to acoustically couple the probe and the subject, a material having an acoustic impedance close to that of the subject is preferable as the holding member. An example is polymethylpentene. In order to efficiently receive the photoacoustic wave, it is preferable that the probe and the holding member are brought into contact with each other via an acoustic matching agent such as a liquid such as water or a gel.
2枚の保持部材で被検体を挟んで保持し、探触子と反対側の被検体表面に光を照射する場合、一方の保持部材は音響インピーダンスを考慮しなくても良く、光を透過させるために光学的に透明な素材であれば良い。典型的にはアクリルなどのプラスチックプレートあるいはガラスプレートなどが用いられる。2枚の保持部材のうち、探触子がある方の保持部材を乳房に対して固定し、光照射部がある方の保持部材は光照射部とは独立に移動可能にすれば、乳房などの被検体を圧迫しやすくなる。 When holding the object between two holding members and irradiating light on the surface of the object opposite to the probe, one holding member does not need to consider acoustic impedance and transmits light. Therefore, any material that is optically transparent may be used. Typically, a plastic plate such as acrylic or a glass plate is used. Of the two holding members, if the holding member with the probe is fixed to the breast, and the holding member with the light irradiation part is movable independently of the light irradiation part, the breast or the like It becomes easy to press the subject.
(走査制御部)
走査制御部は、光照射部と探触子を被検体に対して移動させるための手段である。走査制御部はステージ駆動する走査機構を含み、光照射部と探触子はこの上を移動する。走査制御部により、任意の位置での撮影や光照射部と探触子を、被検体上で2次元に移動させながらの光音響測定が可能となる。
(Scanning control unit)
The scanning control unit is means for moving the light irradiation unit and the probe with respect to the subject. The scanning control unit includes a scanning mechanism that drives the stage, and the light irradiation unit and the probe move on the scanning mechanism. The scanning control unit enables the photoacoustic measurement while taking the image at an arbitrary position and moving the light irradiation unit and the probe two-dimensionally on the subject.
以降の説明では、被検体上の2点を略直線状に結んでの走査を一回の移動としたときに、走査制御部は光照射部と探触子を複数回移動させるものとして説明する。すなわち走査制御部は、略同じ位置での往復走査や、主走査と副走査の組み合わせなど、複数回移動によって被検体上の広い領域から音響波を取得する。 In the following description, it is assumed that the scanning control unit moves the light irradiating unit and the probe a plurality of times when scanning with the two points on the subject connected in a substantially straight line is defined as one movement. . That is, the scanning control unit acquires an acoustic wave from a wide area on the subject by a plurality of movements such as reciprocal scanning at substantially the same position or a combination of main scanning and sub scanning.
本発明において走査制御部が行う制御には、光照射部と受信部との第一の位置関係を維持したまま走査する第一の走査モードと、第一の位置関係とは異なる第二の位置関係を維持したまま走査する第二の走査モードとが含まれる。第一、第二の位置関係、第一、第二の走査モードに関しては、実施形態で具体的に説明する。 The control performed by the scanning control unit in the present invention includes a first scanning mode in which scanning is performed while maintaining the first positional relationship between the light irradiation unit and the receiving unit, and a second position different from the first positional relationship. And a second scanning mode for scanning while maintaining the relationship. The first and second positional relationships and the first and second scanning modes will be specifically described in the embodiment.
(画像形成部)
画像形成部は、探触子で受信した信号を用いて被検体内部の情報を生成する。画像形成部には典型的にはワークステーションなどが用いられ、画像形成処理が予めプログラミングされたソフトウェアにより行われる。本発明の実施形態の一部においては、画像形成部は、探触子で受信した信号を画像形成に用いるかどうかを、探触子が光音響波を受信した位置と画像形成する位置に基づいて決定する。詳細については実施形態で説明する。
(Image forming part)
The image forming unit generates information inside the subject using a signal received by the probe. Typically, a workstation or the like is used for the image forming unit, and the image forming process is performed by software programmed in advance. In some of the embodiments of the present invention, the image forming unit determines whether the signal received by the probe is used for image formation based on the position where the probe receives the photoacoustic wave and the position where the image is formed. To decide. Details will be described in the embodiment.
(表示部)
表示部は画像形成部で出力されるデータを表示する装置である。典型的には液晶ディスプレイなどが用いられる。なお、表示部は本発明の光音響画像装置に必須ではなく、別に設けられていても良い。
(Display section)
The display unit is a device that displays data output from the image forming unit. Typically, a liquid crystal display or the like is used. The display unit is not essential for the photoacoustic image apparatus of the present invention, and may be provided separately.
<詳細説明>
続いて、以下に図面を参照して、本実施形態をより詳細に説明する。なお、以下の実施形態による効果は全てシミュレーションで確認した。また、各実施形態における設定値、測定値、テーブル等は例示であり、発明をこの範囲に限定するものではない。
<Detailed explanation>
Next, the present embodiment will be described in more detail below with reference to the drawings. In addition, all the effects by the following embodiment were confirmed by simulation. In addition, the setting values, measurement values, tables, and the like in the embodiments are examples, and the invention is not limited to this range.
まず、探触子の正面より左に光照射部を配置して探触子と光照射部を走査したあとに、探触子の正面より右に光照射部を配置して探触子と光照射部を走査する例を説明する。本実施形態の構成を、図1を用いて説明する。 First, after placing the light irradiation unit on the left of the front of the probe and scanning the probe and the light irradiation unit, the light irradiation unit is arranged on the right of the front of the probe and the probe and light are scanned. An example of scanning the irradiation unit will be described. The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG.
図1(a)は第一の走査モードの構成図、図1(b)は第二の走査モードの構成図、図1(c)は探触子の走査ラインを示した図である。 FIG. 1A is a configuration diagram of the first scanning mode, FIG. 1B is a configuration diagram of the second scanning mode, and FIG. 1C is a diagram illustrating scanning lines of the probe.
図1(a)と図1(b)において、1はパルス光源、2は光伝送部、3は光照射部、4は光、5aは第一の保持部材、5bは第二の保持部材、6は被検体、7は光吸収体、8は
光音響波、9は探触子(受信部に相当する)、10は探触子の受信範囲の外縁である。また、11は走査制御部、12は画像形成部(そのうち、12aは信号処理部、12bが再構成部)、13は表示部である。
1 (a) and 1 (b), 1 is a pulse light source, 2 is an optical transmission unit, 3 is a light irradiation unit, 4 is light, 5a is a first holding member, 5b is a second holding member, 6 is a subject, 7 is a light absorber, 8 is a photoacoustic wave, 9 is a probe (corresponding to a receiving unit), and 10 is an outer edge of the reception range of the probe. Further, 11 is a scanning control unit, 12 is an image forming unit (of which 12a is a signal processing unit, 12b is a reconstruction unit), and 13 is a display unit.
パルス光源1にはチタン・サファイアレーザーを用いた。用いたチタン・サファイアレーザーのパルス幅は10ナノ秒、周波数は10Hz、波長は797nmである。パルス光源1から出た光は、所望の形状に加工するためのレンズやミラーとバンドルファイバとからなる光伝送部2によって光照射部3に伝送される。光照射部3から出た光4が被検体に30mmの幅で均一に照射されるように、光照射部3内に光学部材が設けられている。
The
被検体6は、第一の保持部材5aと第二の保持部材5bの2枚で挟んで保持されている。ここで、第一の保持部材5aは厚さ20mmのポリカーボネート、第二の保持部材5bは厚さ7mmのポリメチルペンテンである。第二の保持部材5bは固定されており、第一の保持部材5aはZ方向に動かすことができる。被検体6は生体を模擬したファントムであり、その厚さは50mm、幅は200mm、音速は1500m/s、光吸収係数は0.01mm−1、等価散乱係数は1.1mm−1である。
The
光吸収体7は半径1mm、長さ90mmの円柱であり、被検体6の内部に設けられている。その中心位置は、第二の保持部材5bの被検体6側の面の中心から第二の保持部材5bに垂直な向きに40mm離れた場所である。
The
探触子9には、圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いた。探触子9の素子幅は1mm、素子数は横20個×縦30個、感度の中心周波数は0.5MHz、感度の半値全幅は1MHzである。本実施形態において、探触子の受信範囲の外縁10は、探触子の素子が配列された面に垂直な向きでの感度に対して、半分の感度を持つ向きと定義され、探触子に垂直な向きに対して65度傾いている。
For the
走査制御部11は、第一の保持部材5aと第二の保持部材5bに沿って光照射部3と探触子9を駆動するステージ機構を備えており、その駆動ピッチは1mm、探触子9の走査範囲は被検体6の左端から右端までである。本実施形態において走査制御部11は、光照射部3と探触子9を被検体6に対して往復して走査する。
The
図1(a)は往路の構成図、図1(b)は復路の構成図である。往路では、光照射部3の中心が探触子9の中心より左に30mmずれた第一の位置関係を維持したまま、光照射部3と探触子9が走査する。これを第一の走査モードと呼ぶ。
FIG. 1A is a configuration diagram of the forward path, and FIG. 1B is a configuration diagram of the return path. In the forward path, the
一方、復路では、光照射部3の中心が探触子9の中心より右に30mmずれた第二の位置関係を維持したまま、光照射部3と探触子9が走査する。これを第二の走査モードと呼ぶ。この場合、第一の走査モードにて光が照射される被検体上の領域と、第二の走査モードにて光が照射される被検体上の領域は部分的に共通な領域を有する。
On the other hand, on the return path, the
撮像範囲がY方向に長い場合には、図1(c)に示すように、光照射部3と探触子9が次の走査ラインに移動し、再び往復の走査をする。本実施形態において、隣接する走査ライン間の距離は30mmとした。この一連の動作は、撮像範囲全体を撮像し終えるまで続く。なお、図1(c)において往路と復路をずらして図示しているが、実際は同一のライン上にある。
When the imaging range is long in the Y direction, as shown in FIG. 1C, the
画像形成部12は、探触子9で受信した信号を用いて、バックプロジェクションにより被検体6内部の情報を画像形成する。形成した画像のピッチは1mmである。より詳しく述べると、信号処理部がアナログ電気信号に対してデジタル変換や増幅処理を施し、再構
成部12bが画像再構成の技術を用いてボリュームデータを生成する。
表示部13には液晶モニタを用い、画像形成された被検体6内の画像が表示される。
The
The
(処理フロー)
次に、本実施形態における撮像のフローを、図2を用いて説明する。
S101は撮像を開始するステップであり、操作者により行われる。
次にS102で、走査制御部11が第一の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。次にS103で、走査制御部11が第二の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。
(Processing flow)
Next, an imaging flow in the present embodiment will be described with reference to FIG.
S101 is a step of starting imaging and is performed by the operator.
Next, in S102, the
次にS104で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かどうかを走査制御部11が判断する。走査範囲が不十分であれば(S104=NO)S105に進み、光照射部3と探触子9が次の走査ラインに移る。そしてS102に戻る。
走査範囲が十分であれば(S104=YES)S106に進み、探触子9が受信した信号を基に画像形成部12が被検体6内の特性情報を生成する。
次にS107で、表示部13が被検体6内の情報を表示する。最後にS108で撮像が終了する。
Next, in S104, the
If the scanning range is sufficient (S104 = YES), the process proceeds to S106, and the
In step S107, the
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態の効果を図3と図4を用いて説明する。
図3(a)は、光照射部3と探触子9をX方向にずらさないで撮像したときの、光吸収体7のY方向の中心において形成した画像である。図3(a)のX軸は、保持部材5bの左端からのX方向の距離であり、Y軸は、保持部材5bの被検体6側の面からのZ方向の距離である。図3(b)は、図3(a)において光吸収体7がある深さにおける画像強度のプロファイルである。
The effect of this embodiment by the above apparatus configuration and imaging flow will be described with reference to FIGS.
FIG. 3A shows an image formed at the center in the Y direction of the
図4(a)は、光照射部3と探触子9をX方向に30mmずらして撮像した時の、光吸収体7のY方向の中心において形成した画像である。図4(b)は、図4(a)において光吸収体7がある深さにおける断面図である。
FIG. 4A is an image formed at the center in the Y direction of the
図3(b)において光吸収体7の半値全幅は3mmであり、図4(b)において光吸収体7の半値全幅は2mmであった。これより、本実施形態により解像度が改善していることが分かる。また、本実施形態では1ステップごとに光照射部と探触子の位置を入れ替えずに走査するため、撮像時間が短くなり、操作者及び被験者への負担が小さくなる。さらに、1つの探触子で撮像可能であるため、安価である。
In FIG. 3B, the full width at half maximum of the
ただし、往復の回数と光照射部3と探触子9とのずらす量はこれに限定されることは無い。また、光照射部3と探触子9をずらす向きはX方向に限定されることはなく、Y方向にずらしても良い。また、光照射部3と探触子9は必ずしも往復走査する必要は無い。1つの方向に複数回走査することも可能である。
However, the number of reciprocations and the amount of shift between the
[実施形態2]
実施形態2は、光照射部と探触子をずらさずに、光照射部と探触子の素子のうち受信可能な素子をずらすことにより解像度を改善する例である。本実施形態は、探触子の素子数が一度に受信できるチャンネル数よりも大きい場合に特に有効である。
[Embodiment 2]
The second embodiment is an example in which the resolution is improved by shifting the receivable elements of the light irradiation unit and the probe without shifting the light irradiation unit and the probe. This embodiment is particularly effective when the number of elements of the probe is larger than the number of channels that can be received at one time.
本実施形態の構成を、図5を用いて説明する。図5(a)は第一の走査モードの構成図、図5(b)は第二の走査モードの構成図、図5(c)は第一の走査モードにおいて受信可能な素子を示した図、図5(d)は第二の走査モードにおいて受信可能な素子を示した図である。 The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a block diagram of the first scanning mode, FIG. 5B is a block diagram of the second scanning mode, and FIG. 5C is a diagram showing elements that can be received in the first scanning mode. FIG. 5D is a diagram showing elements that can be received in the second scanning mode.
図5(a)〜図5(d)において、1〜8と10〜13は実施形態1と同じであるため説明を省略する。探触子9aの素子数はX方向に40素子、Y方向に30素子であり、一度に受信できるチャンネル数は600である。その他の特性は実施形態1と同じである。
第一の走査モードでは、40素子のうち左半分の20×30素子で受信し、第二の走査モードでは右半分の20×30素子で受信する。この切り替えは、走査制御部11での走査に関する情報を基にして切り替え部14で行われる。
5A to 5D, 1 to 8 and 10 to 13 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. The number of elements of the
In the first scanning mode, reception is performed by 20 × 30 elements in the left half of the 40 elements, and in the second scanning mode, reception is performed by 20 × 30 elements in the right half. This switching is performed by the switching
(処理フロー)
次に、本実施形態における撮像のフローを、図6を用いて説明する。
S201は撮像を開始するステップであり、操作者により行われる。
次にS202で、走査制御部11が第一の走査モードで光照射部3と探触子9aを走査する。
次にS203で、切り替え部14が受信に用いる探触子の素子を切り替える。
次にS204で、走査制御部11が第二の走査モードで光照射部3と探触子9aを走査する。
(Processing flow)
Next, an imaging flow in the present embodiment will be described with reference to FIG.
S201 is a step of starting imaging and is performed by the operator.
In step S202, the
In step S203, the switching
In step S204, the
次にS205で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部11が判断する。走査範囲が不十分であれば(S205=NO)S206に進み、光照射部3と探触子9aが次の走査ラインに移る。そしてS202に戻る。
走査範囲が十分であれば(S205=YES)S207に進み、探触子9aが受信した信号を基に画像形成部12が被検体6内の情報を形成する。
次にS208で、表示部13が被検体6内の情報を表示する。最後にS209で撮像が終了する。
In step S205, the
If the scanning range is sufficient (S205 = YES), the process proceeds to S207, and the
Next, in S208, the
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態の結果を説明する。探触子の40×30素子のうち中心の20×30素子を使って撮像した時の光吸収体7の半値全幅は、3mmであった。一方、左半分の20×30素子と右半分の20×30素子を切り替えて撮像した時の光吸収体7の半値全幅は、2mmであった。これより、本実施形態により解像度が改善していることが分かる。
The result of this embodiment by the above apparatus configuration and imaging flow will be described. The full width at half maximum of the
本実施形態では光照射部3と探触子9aをずらさなくても良いため、実施形態1に対して走査制御部11の制御が容易になるという利点がある。なお、本実施形態において、第一の走査モードで探触子の素子の半分を用い、第二の走査モードで残りの半分の素子を用いたが、これに限定されることは無い。例えば、第一の走査モードで使う素子と第二の走査モードで使う素子が重複していても良い。また、どちらの走査モードでも使わない素子があっても良い。また、探触子9は必ずしも走査する必要は無い。具体的には、探触子9を走査せずに受信する素子を切り替えるだけでも良い。
In the present embodiment, the
[実施形態3]
実施形態3は、操作者が注目する画像形成位置を指定し、指定した位置に基づいて光照射部と探触子をずらす量を走査制御部が決定する例である。本実施形態の構成を図7と図8を用いて説明する。図7(a)は第一の走査モードの構成図、図7(b)は第二の走査モードの構成図である。
[Embodiment 3]
The third embodiment is an example in which an image forming position to which an operator pays attention is specified, and the scanning control unit determines an amount of shifting the light irradiation unit and the probe based on the specified position. The configuration of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7A is a block diagram of the first scanning mode, and FIG. 7B is a block diagram of the second scanning mode.
図7において、1〜13は実施形態1と同じであるため説明を省略する。第一の入力部15は操作者が注目する画像形成位置を入力すると、それを受け付けるものである。走査制御部11が、入力された情報と、第一の記憶部に記憶された第一のテーブルに基づいて、光照射部3と探触子9をずらす量を決定する。
In FIG. 7, since 1 to 13 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted. The
図8は本実施形態における第一のテーブルである。第一のテーブルには、操作者が注目
する深さと光照射部3と探触子9をずらす量との関係が記載されている。この関係は、事前にシミュレーションを行うことにより適切な値を求めたものである。深さが記載されていないものは、その前後の深さにおける光照射部3と探触子9をずらす量から線形補完する。なお、第一のテーブルに記載される値はこれに限定されることは無く、諸条件や測定要件に応じて定めれば良い。
FIG. 8 is a first table in this embodiment. The first table describes the relationship between the depth that the operator pays attention to and the amount by which the
(処理フロー)
次に、本実施形態における撮像のフローを、図9を用いて説明する。
S301で、操作者が注目する画像形成位置を第一の入力部15に入力する。
次にS302で、走査制御部11が、第一の入力部15に入力された情報と第一の記憶部に記憶された第一のテーブルを受け付け、それらに基づいて、第一の位置関係と第二の位置関係を決定する。
次にS303で、操作者が撮像を開始する。
(Processing flow)
Next, an imaging flow in the present embodiment will be described with reference to FIG.
In step S <b> 301, the image forming position focused by the operator is input to the
Next, in S302, the
Next, in S303, the operator starts imaging.
次にS304で、走査制御部11が第一の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。このとき第一の位置関係では光照射部3の中心は探触子9の中心より左に30mmの位置にある。
次にS305で、走査制御部11が第二の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。このとき第二の位置関係では光照射部3の中心は探触子9の中心より右に30mmの位置にある。
In step S304, the
In step S305, the
次にS306で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部11が判断する。走査範囲が不十分であれば(S306=NO)S307に進み、光照射部3と探触子9が次の走査ラインに移る。そしてS304に戻る。
S306で走査範囲が十分であれば(S306=YES)S308に進み、探触子9が受信した信号を基に画像形成部12が被検体6内の情報を形成する。
次にS309で表示部13が被検体6内の情報を表示する。最後にS310で撮像が終了する。
In step S306, the
If the scanning range is sufficient in S306 (S306 = YES), the process proceeds to S308, and the
In step S309, the
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態では、操作者が注目する画像形成位置に適した撮像ができるという利点がある。
なお、上記説明では画像形成位置と書いたが、実際の画像データを生成するのではなく、特性情報の生成に留めても構わない。また、位置の指定方法は、座標指定、表示部上の画像を参照しながらのGUIによる指定、条件指定など、様々な方法を利用できる。また、位置指定には深さの指定も含めることができる。
In the present embodiment using the above-described apparatus configuration and imaging flow, there is an advantage that it is possible to perform imaging suitable for the image forming position noted by the operator.
In the above description, the image forming position is described. However, actual image data may not be generated, but characteristic information may be generated. Various methods such as coordinate designation, GUI designation while referring to an image on the display unit, and condition designation can be used as the position designation method. The position designation can also include a depth designation.
[実施形態4]
実施形態4は、第一の位置関係と第二の位置関係を操作者が入力し、入力された情報に基づいて光照射部と探触子を走査制御部が走査する例である。本実施形態の構成を、図10を用いて説明する。図10(a)は第一の走査モードの構成図、図10(b)は第二の走査モードの構成図である。
[Embodiment 4]
The fourth embodiment is an example in which the operator inputs the first positional relationship and the second positional relationship, and the scanning control unit scans the light irradiation unit and the probe based on the input information. The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10A is a configuration diagram of the first scanning mode, and FIG. 10B is a configuration diagram of the second scanning mode.
図10において、1〜13は実施形態1と同じであるため説明を省略する。第二の入力部17は、操作者が入力する第一の位置関係と第二の位置関係を受け付けるものである。入力された情報に基づいて光照射部3と探触子9を走査制御部11が走査する。
In FIG. 10, since 1 to 13 are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted. The
(処理フロー)
次に、本実施形態における撮像のフローを、図11を用いて説明する。
S401で、第一の位置関係と第二の位置関係を第二の入力部15に操作者が入力する。本実施形態では、ずらす量を30mmと入力する。
次にS402で、操作者が撮像を開始する。
(Processing flow)
Next, an imaging flow in the present embodiment will be described with reference to FIG.
In S <b> 401, the operator inputs the first positional relationship and the second positional relationship to the
Next, in S402, the operator starts imaging.
次にS403で、走査制御部11が第一の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。このとき第一の位置関係では光照射部3の中心は探触子9の中心より左に30mmの位置にある。
次にS404で、走査制御部11が第二の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。このとき第二の位置関係では光照射部3の中心は探触子9の中心より右に30mmの位置にある。
In step S403, the
In step S404, the
次にS405で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部11が判断する。走査範囲が不十分であれば(S405=NO)S406に進み、光照射部3と探触子9が次の走査ラインに移る。そしてS403に戻る。
S405で走査範囲が十分であれば(S405=YES)S407に進み、探触子9が受信した信号を基に画像形成部12が被検体6内の情報を形成する。
次にS408で表示部13が被検体6内の情報を表示する。最後にS409で撮像が終了する。
In step S <b> 405, the
If the scanning range is sufficient in S405 (S405 = YES), the process proceeds to S407, and the
In step S <b> 408, the
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態では、第一の位置関係と第二の位置関係を操作者が自由に決められるため、第一の位置関係と第二の位置関係を被検体6の特性に応じて適切に決められるという利点がある。
In the present embodiment based on the above-described apparatus configuration and imaging flow, the operator can freely determine the first positional relationship and the second positional relationship, so the first positional relationship and the second positional relationship are determined by the
[実施形態5]
実施形態5は、被検体の厚さを測定部が測定し、測定された情報に基づいて第一の位置関係と第二の位置関係を走査制御部が決定する例である。本実施形態の構成を、図12を用いて説明する。図12(a)は第一の走査モードの構成図、図12(b)は第二の走査モードの構成図である。
[Embodiment 5]
The fifth embodiment is an example in which the measurement unit measures the thickness of the subject, and the scanning control unit determines the first positional relationship and the second positional relationship based on the measured information. The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12A is a configuration diagram of the first scanning mode, and FIG. 12B is a configuration diagram of the second scanning mode.
図12において、1〜13は実施形態1と同じであるため説明を省略する。測定部18は、第一の保持部材5aの位置を測ることにより第二の保持部材5bとの間隔、すなわち被検体6の厚さを測定する。測定された情報は走査制御部11に送られる。走査制御部11は、測定された情報に基づいて第一の位置関係と第二の位置関係を決定するための第二のテーブルを記憶する第二の記憶部19を備える。走査制御部11は、測定部18で測定した情報と第二のテーブルに基づいて、光照射部3と探触子11を走査する。
In FIG. 12, since 1 to 13 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted. The measuring
図13は本実施形態における第二のテーブルである。第二のテーブルには、被検体6の厚さと光照射部3と探触子9をずらす量との関係が記載されている。この関係は、事前にシミュレーションを行うことにより適切な値を求めたものである。被検体の厚さが記載されていないものは、その前後の厚さにおける光照射部3と探触子9をずらす量から線形補完する。ただし、第二のテーブルに記載される値はこれに限定されることは無い。
FIG. 13 shows a second table in the present embodiment. The second table describes the relationship between the thickness of the subject 6 and the amount by which the
(処理フロー)
次に、本実施形態における撮像のフローを、図14を用いて説明する。
S501で、測定部18が被検体6の厚さを測定する。
次にS502で、走査制御部11が、測定された情報を基に第一の位置関係と第二の位置関係を決定する。本実施形態では被検体6の厚さは50mmであるため、ずらす量は図13より30mmと決定される。
次にS503で、操作者が撮像を開始する。
(Processing flow)
Next, an imaging flow in the present embodiment will be described with reference to FIG.
In S501, the
In step S <b> 502, the
In step S503, the operator starts imaging.
次にS504で、走査制御部11が第一の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。このとき第一の位置関係では光照射部3の中心は探触子9の中心より左に30mmの
位置にある。
次にS505で、走査制御部11が第二の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。このとき第二の位置関係では光照射部3の中心は探触子9の中心より右に30mmの位置にある。
In step S504, the
In step S505, the
次にS506で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部11が判断する。走査範囲が不十分であれば(S506=NO)S507に進み、光照射部3と探触子9が次の走査ラインに移る。そしてS504に戻る。
S506で走査範囲が十分であれば(S506=YES)S508に進み、探触子9が受信した信号を基に画像形成部12が被検体6内の情報を画像形成する。
次にS509で、表示部13が被検体6内の情報を表示する。最後にS510で撮像が終了する。
In step S <b> 506, the
If the scanning range is sufficient in S506 (S506 = YES), the process proceeds to S508, and the
In step S509, the
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態では、被検体の厚さが変わっても第一の位置関係と第二の位置関係を自動で適切に設定できるという利点がある。 The present embodiment using the above-described apparatus configuration and imaging flow has an advantage that the first positional relationship and the second positional relationship can be automatically and appropriately set even if the thickness of the subject changes.
[実施形態6]
実施形態1では、光照射部と探触子をずらして撮像することにより解像度が改善した。ところが、図1(b)と図2(b)を比べると分かるように、光吸収体の画像強度が74%に低減した。実施形態6は、探触子で受信した信号を画像形成に用いるかどうかを、探触子が光音響波を受信した位置に応じて選択的に決定することにより、画像強度の低減を抑えたまま解像度を改善する例である。
[Embodiment 6]
In the first embodiment, the resolution is improved by shifting the image of the light irradiation unit and the probe. However, as can be seen from a comparison between FIG. 1B and FIG. 2B, the image intensity of the light absorber was reduced to 74%. In the sixth embodiment, whether the signal received by the probe is used for image formation is selectively determined according to the position at which the probe has received the photoacoustic wave, thereby suppressing the reduction in image intensity. In this example, the resolution is improved.
本実施形態の構成を、図15を用いて説明する。図15(a)は第一の走査モードの構成図、図15(b)は第二の走査モードの構成図である。図15において、1〜13は実施形態1と同じであるため説明を省略する。第三の記憶部20は、探触子9で受信した信号を画像形成に用いるかどうかを、探触子9が光音響波8を受信した位置と画像形成する位置に基づいて決定するための第三のテーブルを記憶するものである。画像形成部12は、第三のテーブルに基づいて画像形成する。
The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15A is a block diagram of the first scanning mode, and FIG. 15B is a block diagram of the second scanning mode. In FIG. 15, since 1 to 13 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted. The
図16は本実施形態における第三のテーブルである。第三のテーブルには、画像形成する位置の座標と画像形成に用いる素子の座標との関係が、第一の走査モードと第二の走査モードごとに記載されている。素子の座標とは、被検体6の左端をX=0mmとし、右方向を正の向きとして規定される。また、第二の保持部材5bの被検体6側の面をZ=0mmとし、第二の保持部材5bに垂直で、第一の保持部材5aに向かう向きを正の向きとして規定される。
FIG. 16 shows a third table in the present embodiment. In the third table, the relationship between the coordinates of the image forming position and the coordinates of the element used for image formation is described for each of the first scanning mode and the second scanning mode. The element coordinates are defined such that the left end of the subject 6 is X = 0 mm and the right direction is a positive direction. Further, the surface of the second holding
第三のテーブルの見方を説明する。例えば、第一の走査モードで(X,Z)=(100,40)のボクセルを画像形成する場合には、図16(a)を参照することにより、探触子9が取得した信号のうち、X≧100mmの素子で受信した信号だけを使って画像形成すれば良いと分かる。
また、第二の走査モードの場合は、図16(b)の該当箇所を参照すれば、探触子9が取得した信号のうち、X≦100mmの素子で受信した信号だけを使って画像形成すれば良いと分かる。
The way of viewing the third table will be described. For example, when forming an image of a voxel of (X, Z) = (100, 40) in the first scanning mode, referring to FIG. 16 (a), among the signals acquired by the
In the case of the second scanning mode, referring to the corresponding part in FIG. 16B, image formation is performed using only signals received by the element of X ≦ 100 mm among signals acquired by the
この関係は、事前にシミュレーションを行うことにより適切な値を求めたものである。座標が記載されていないものは、その前後の座標において画像形成に用いる素子の座標から線形補完する。ただし、第三のテーブルに記載される値はこれに限定されることは無い。例えば、画像形成する深さごとに画像形成に使う素子の位置を決定することもできるし、探触子や被検体の特性ごとにテーブルを設けることもできる。また、光照射部3と探触
子9をずらす量に応じてテーブルを設けることもできる。
This relationship is obtained by performing a simulation in advance to obtain an appropriate value. If the coordinates are not described, linear interpolation is performed from the coordinates of the elements used for image formation at the coordinates before and after the coordinates. However, the values described in the third table are not limited to this. For example, the position of an element used for image formation can be determined for each depth of image formation, and a table can be provided for each characteristic of a probe or a subject. Further, a table can be provided in accordance with the amount by which the
(処理フロー)
次に、本実施形態における撮像のフローを、図17を用いて説明する。
S601で、操作者が撮像を開始する。
次にS602で、走査制御部11が第一の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。このとき第一の位置関係では光照射部3の中心は探触子9の中心より左に30mmの位置にある。
(Processing flow)
Next, an imaging flow in the present embodiment will be described with reference to FIG.
In S601, the operator starts imaging.
In step S602, the
次にS603で、走査制御部11が第二の走査モードで光照射部3と探触子9を走査する。このとき第二の位置関係では光照射部3の中心は探触子9の中心より右に30mmの位置にある。
次にS604で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部11が判断する。走査範囲が不十分であれば(S604=NO)S605に進み、光照射部3と探触子9が次の走査ラインに移る。そしてS602に戻る。
In step S603, the
In step S604, the
S604で走査範囲が十分であれば(S604=YES)S606に進み、探触子9が受信した信号を基に画像形成部12が被検体6内の情報を画像形成する。
次にS607で、表示部13が被検体6内の情報を表示する。最後にS608で撮像が終了する。
If the scanning range is sufficient in S604 (S604 = YES), the process proceeds to S606, and the
In step S <b> 607, the
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態の効果を、図3、図4、図18を用いて説明する。図18(a)は、第三のテーブルに基づいて画像形成したときの、光吸収体7のY方向の中心における画像である。図18(b)は、図18(a)において光吸収体7がある深さにおける断面図である。
The effects of the present embodiment based on the above apparatus configuration and imaging flow will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 18. FIG. 18A is an image at the center in the Y direction of the
図18(b)において、光吸収体7の半値全幅は2mmであり、図4(b)と同じである。一方、図18(b)と図3(b)を比べると、画像形成に使う素子を選択することにより、光吸収体の画像強度は205%に増加した。これは、実施形態1の74%の低減と比べると、画像の強度が2.8倍に改善されていることになる。このとき、画像形成に使った素子数は実施形態1の半分であるため、ノイズ強度は√2倍になる。従って、本実施形態では実施形態1と比べてS/Nは2倍に向上したことになる。
In FIG.18 (b), the full width at half maximum of the
これより、本実施形態により探触子で受信した信号を画像形成に用いるかどうかを、探触子が光音響波を受信した位置に応じて選択的に決定することにより、画像強度の低減を抑えたまま解像度を改善できることが分かる。 Thus, the image intensity can be reduced by selectively determining whether the signal received by the probe according to the present embodiment is used for image formation according to the position where the probe has received the photoacoustic wave. It can be seen that the resolution can be improved while suppressing.
なお、それぞれの実施形態を説明する図面において、光照射部3と探触子9は、被検体6を介して対向する側に配置される対面型の位置関係をとっていた。しかし、既に述べたように、両者の位置関係はこれに限定されない。例えば光照射部が探触子と同じ側に配置され、探触子の背後や横から被検体に光を照射しても良い。また、被検体を両面から照射しても構わない。これらの位置関係においても、本発明のように複数回の走査ごとにモード変更を行って撮像時の解像度を向上させられる。
In the drawings for explaining the respective embodiments, the
また、走査制御が可能であれば、保持部材5を設けない構成を採用し得る。あるいは平面以外の形状、例えば乳房に適した曲面形状やカップ型の保持部材を利用できる。あるいは、板状ではない部材、例えば可撓性部材やフィルム部材を利用できる。
If the scanning control is possible, a configuration in which the holding
1:パルス光源,2:光伝送部,3:光照射部,9:探触子,11:走査制御部,12
:画像形成部
1: pulse light source, 2: light transmission unit, 3: light irradiation unit, 9: probe, 11: scanning control unit, 12
: Image forming unit
Claims (12)
前記照射部を前記被検体上で複数回移動させる走査制御部と、
前記照射部からの光の照射により前記被検体から発生した音響波を受信して電気信号に変換する受信部と、
前記受信部が出力した前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を生成する処理部と、
を有し、
前記走査制御部は、前記複数回の移動のそれぞれにおいて光を照射される前記被検体上の領域が、少なくとも部分的に共通な領域を有するように、前記照射部を移動させるものであり、
前記処理部は、前記照射部と前記受信部との位置関係がそれぞれ異なる前記複数回の移動ごとに前記受信部が出力した電気信号を用いて、前記特性情報を生成する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。 An irradiation unit for irradiating the subject with light; and
A scanning control unit for moving the irradiation unit on the subject a plurality of times;
A receiving unit that receives an acoustic wave generated from the subject by irradiation of light from the irradiation unit and converts the acoustic wave into an electrical signal;
A processing unit that generates characteristic information inside the subject using the electrical signal output by the receiving unit;
Have
The scanning control unit is configured to move the irradiation unit such that a region on the subject irradiated with light in each of the plurality of movements has at least a partially common region;
The processing unit generates the characteristic information using an electrical signal output by the receiving unit for each of the plurality of movements in which the positional relationship between the irradiation unit and the receiving unit is different. Sample information acquisition device.
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。 In the scanning control unit, the first scanning mode in which the irradiation unit and the receiving unit move while maintaining the first positional relationship, and the irradiation unit and the receiving unit are the first positional relationship. The subject information acquiring apparatus according to claim 1, wherein the control includes a second scanning mode that moves while maintaining a different second positional relationship.
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。 The irradiation unit and the receiving unit are arranged to face each other with the subject interposed therebetween, and the first positional relationship is a positional relationship in which the center of the irradiation unit and the center of the receiving unit are shifted. The second positional relationship is a positional relationship in which a center of the irradiation unit and a center of the receiving unit are shifted, and a positional relationship different from the first positional relationship. Subject information acquisition apparatus.
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。 The center of the said irradiation part in said 1st positional relationship and the center of the said irradiation part in said 2nd positional relationship are located oppositely via the center of the said receiving part. Subject information acquisition apparatus.
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。 The scanning control unit controls an amount of shifting the irradiation unit and the reception unit using the first positional relationship and the second positional relationship input by an operator. Or the object information acquiring apparatus according to 4;
前記走査制御部は、入力された位置に関する情報に基づいて前記照射部と前記受信部をずらす量を制御する
ことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 An input unit for receiving an input of a position for generating the characteristic information in the subject;
6. The object information acquisition according to claim 3, wherein the scanning control unit controls an amount of shifting the irradiation unit and the receiving unit based on information on an input position. apparatus.
ことを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 The object information acquisition according to any one of claims 3 to 6, wherein the scanning control unit controls an amount of shifting the irradiation unit and the receiving unit based on a thickness of the subject. apparatus.
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 The processing unit determines whether to use the acoustic wave received by the receiving unit for generating the characteristic information based on a position of the receiving unit and a position where the characteristic information is generated. Item 8. The subject information acquisition apparatus according to any one of Items 1 to 7.
前記照射部を前記被検体上で複数回移動させる走査制御部と、
前記照射部からの光の照射により前記被検体から発生した音響波を受信して電気信号に変換する複数の素子を含む受信部と、
前記受信部が出力した前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を生成する処理部と、
を有し、
前記受信部は、前記複数回の移動のそれぞれにおいて前記音響波を受信する素子が、少なくとも部分的に異なるように、前記複数の素子から受信に用いる受信素子群を選択するものであり、
前記処理部は、前記照射部と前記受信部の前記受信素子群との位置関係がそれぞれ異なる前記複数回の移動ごとに前記受信部が出力した電気信号を用いて、前記特性情報を生成する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。 An irradiation unit for irradiating the subject with light; and
A scanning control unit for moving the irradiation unit on the subject a plurality of times;
A receiving unit including a plurality of elements that receive an acoustic wave generated from the subject by irradiation of light from the irradiation unit and convert it into an electrical signal;
A processing unit that generates characteristic information inside the subject using the electrical signal output by the receiving unit;
Have
The receiving unit selects a receiving element group to be used for reception from the plurality of elements so that the elements that receive the acoustic wave in each of the plurality of movements are at least partially different.
The processing unit generates the characteristic information using an electrical signal output by the receiving unit for each of the plurality of movements in which the positional relationship between the irradiation unit and the receiving element group of the receiving unit is different. A subject information acquisition apparatus characterized by the above.
ことを特徴とする請求項9に記載の被検体情報取得装置。 The control performed by the scanning control unit includes movement of the irradiation unit and the receiving unit according to a first scanning mode and movement according to a second scanning mode. Sample information acquisition device.
ことを特徴とする請求項10に記載の被検体情報取得装置。 The irradiation unit and the receiving unit are arranged to face each other with the subject interposed therebetween, and the receiving element group in the second scanning mode is not selected as the receiving element group in the first scanning mode. The object information acquiring apparatus according to claim 10, comprising at least a part of the element.
ことを特徴とする請求項11に記載の被検体情報取得装置。 The receiving element group in the first scanning mode and the receiving element group in the second scanning mode are located opposite to each other via the center of the receiving unit. Sample information acquisition device.
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JP2013272248A JP2015123345A (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | Subject information acquisition device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2015123345A true JP2015123345A (en) | 2015-07-06 |
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JP2013272248A Pending JP2015123345A (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | Subject information acquisition device |
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Country | Link |
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2013
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