JP2015154916A - 光音響計測装置並びにそれに利用される信号処理装置および信号処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
光音響計測装置において、被検体に測定光を出射する光出射部と、光出射部に並設された、測定光の出射によって被検体内に生じた光音響波を検出する音響波検出部とを有するプローブ、音響波検出部により検出された光音響波に基づいて光音響画像を生成する画像生成部、および、光音響画像中の被検体表面に相当する位置から、測定光の当接平面上の到達領域と音響波検出部との間隔に応じた観察可能深度までの観察領域を明確化する表示処理を、光音響画像に施す表示処理部を備える。
【選択図】図1
Description
被検体に測定光を出射する光出射部と、光出射部に並設された、測定光の出射によって被検体内に生じた光音響波を検出する音響波検出部とを有するプローブ、
音響波検出部により検出された光音響波に基づいて光音響画像を生成する画像生成部、および
光音響画像中の被検体表面に相当する位置から、測定光の当接平面上の到達領域と音響波検出部との間隔に応じた観察可能深度までの観察領域を明確化する表示処理を、光音響画像に施す表示処理部を備える。
被検体に測定光を出射する光出射部と、光出射部に並設された、測定光の出射によって被検体内に生じた光音響波を検出する音響波検出部とを有するプローブが着脱可能な装着部、
音響波検出部により検出された光音響波に基づいて光音響画像を生成する画像生成部、および
光音響画像中の被検体表面に相当する位置から、測定光の当接平面上の到達領域と音響波検出部との間隔に応じた観察可能深度までの観察領域を明確化する表示処理を、光音響画像に施す表示処理部を備える。
光音響画像中の被検体表面に相当する位置から、測定光の当接平面上の到達領域と音響波検出部との間隔に応じた観察可能深度までの観察領域を明確化する表示処理を、光音響画像に施す。
まず、第1の実施形態の光音響計測装置並びにそれに利用される信号処理装置および信号処理方法について説明する。図1は本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のAおよびBはプローブの構成を示す概略図である。図の2Aは正面から見たときのプローブの断面図であり、Bは側面から見たときのプローブの断面図である。
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Uを検出したりする。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内の吸収体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弾性波およびその反射波を意味し、「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。また吸収体としては、例えば血管、金属部材等が挙げられる。プローブ11はケーブル40で超音波ユニット12と接続されている。
レーザユニット13は、例えばレーザ光を発するQスイッチによる固体レーザ光源を有し、被検体Mに照射する測定光Lとしてレーザ光を出力する。レーザユニット13は、例えば、超音波ユニット12の制御部34からのトリガ信号を受けてレーザ光を出力するように構成されている。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ことが好ましい。例えば本実施形態では、レーザユニット13の光源はQスイッチを使用したアレキサンドライトレーザである。
超音波ユニット12は、受信回路21、AD変換部22、受信メモリ23、光音響画像生成部24、表示処理部25、表示制御部30および制御部34を有する。超音波ユニット12が本発明における信号処理部に相当する。
上記第1の実施形態では、観察可能深度を線で表示する表示処理について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、表示処理として、各領域の色度、明度または彩度を変えて観察領域をアーチファクト領域に比べて強調する方法を採用することができる。例えば、図8では、アーチファクト領域R2を観察領域R1と異なる色および/または観察領域R1よりも暗い色で表示する(例えば、観察領域R1を赤を基調とする色で表示し、アーチファクト領域R2をグレースケールで表示する)ことにより、観察領域R1を相対的に強調している。
次に、第2の実施形態の光音響計測装置並びにそれに利用される信号処理装置および信号処理方法について説明する。図10は本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11は、第2の実施形態における光音響計測の工程を示すフロー図である。本実施形態は、プローブ11が装置本体に着脱可能な構成であり、プローブ11に光出射部と振動子アレイの間隔が予め記憶されている点で、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。
次に、第3の実施形態の光音響計測装置並びにそれに利用される信号処理装置および信号処理方法について説明する。図12は本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、光音響画像に加えて超音波画像も生成する点で、第2の実施形態と異なる。したがって、第2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。
本実施形態の超音波ユニット12は、図10に示す光音響計測装置の構成に加えて、超音波画像生成部29および送信制御回路33を備える。
第3の実施形態においても、第1の実施形態で説明したものと同様の設計変更が可能である。さらに上記第3の実施形態では、超音波画像には観察領域を明確化する表示処理を施さない場合について説明したが、本発明はこれに限られない。測定光の当接平面上の到達領域と音響波検出部との間隔および測定光の出射タイミングに基づいて、光音響画像中の観察領域とアーチファクト領域の境界を求め、光音響画像中の観察領域の範囲を特定し、その観察領域と同一領域の超音波画像を明確化することも可能である。
11 プローブ
12 超音波ユニット
13 レーザユニット
14 表示部
15 入力部
19 音響部材
20 振動子アレイ
21 受信回路
22 変換部
23 受信メモリ
24 光音響画像生成部
25 表示処理部
29 超音波画像生成部
30 表示制御部
33 送信制御回路
34 制御部
40 ケーブル
41 バンドルファイバ
42 光出射部
43 記憶部
45 コネクタ
L 測定光
M 被検体
P 光音響画像
R1 観察領域
R2 アーチファクト領域
U 音響波
Claims (19)
- 被検体に測定光を出射する光出射部と、該光出射部に並設され、前記測定光の出射によって前記被検体内に生じた光音響波を検出する音響波検出部とを有するプローブ、
前記音響波検出部により検出された前記光音響波に基づいて光音響画像を生成する画像生成部、および
前記光音響画像中の被検体表面に相当する位置から、前記測定光の当接平面上の到達領域と前記音響波検出部との間隔に応じた観察可能深度までの観察領域を明確化する表示処理を、前記光音響画像に施す表示処理部を備える光音響計測装置。 - 前記表示処理部が、前記間隔から前記観察可能深度を算出するための計算式または前記間隔と前記観察可能深度とを対応させた対応表に基づいて、前記観察可能深度を算出する請求項1に記載の光音響計測装置。
- 前記プローブが、前記表示処理部を有する装置本体に着脱可能であり、前記観察可能深度を特定するための情報を記憶した記憶部を有し、
前記表示処理部が、前記プローブの前記装置本体への装着時に前記記憶部から取得された前記情報に基づいて前記観察可能深度を算出する請求項1または2に記載の光音響計測装置。 - 前記プローブが、前記表示処理部を有する装置本体に着脱可能であり、当該プローブ固有の前記間隔に応じた前記観察可能深度の値を記憶した記憶部を有し、
前記表示処理部が、前記プローブの前記装置本体への装着時に前記記憶部から取得された前記観察可能深度の値を使用して前記表示処理を施す請求項1に記載の光音響計測装置。 - 前記表示処理部が、前記被検体の計測部位における音速、前記測定光の強度およびパルス幅、並びに前記音響波検出部の検出面上の音響部材の有無のうち少なくとも1つに基づいて、前記観察可能深度を補正する請求項1から4いずれか1項に記載の光音響計測装置。
- 前記表示処理が前記観察可能深度を線で表示する処理である請求項1から5いずれか1項に記載の光音響計測装置。
- 前記表示処理が前記観察領域を強調表示する処理である請求項1から5いずれか1項に記載の光音響計測装置。
- 前記表示処理が、前記光音響画像中の前記観察可能深度よりも深い領域のアーチファクト領域を非表示にする処理である請求項1から5いずれか1項に記載の光音響計測装置。
- 前記表示処理部が、非表示とされた前記アーチファクト領域のうち前記観察領域に隣接する一部の領域を、当該装置の操作者の指定により表示可能とする請求項8に記載の光音響計測装置。
- 被検体に測定光を出射する光出射部と、該光出射部に並設され、前記測定光の出射によって前記被検体内に生じた光音響波を検出する音響波検出部とを有するプローブが着脱可能な装着部、
前記音響波検出部により検出された前記光音響波に基づいて光音響画像を生成する画像生成部、および
前記光音響画像中の被検体表面に相当する位置から、前記測定光の当接平面上の到達領域と前記音響波検出部との間隔に応じた観察可能深度までの観察領域を明確化する表示処理を、前記光音響画像に施す表示処理部を備える信号処理装置。 - 前記表示処理部が、前記間隔から前記観察可能深度を算出するための計算式または前記間隔と前記観察可能深度とを対応させた対応表に基づいて、前記観察可能深度を算出する請求項10に記載の信号処理装置。
- 前記表示処理部が、当該信号処理装置に着脱可能なプローブに予め記憶されている、前記観察可能深度を特定するための情報を該プローブの当該信号処理装置への装着時に取得し、当該情報に基づいて前記観察可能深度を算出する請求項10または11に記載の信号処理装置。
- 前記表示処理部が、当該信号処理装置に着脱可能なプローブに予め記憶されている前記観察可能深度の値を該プローブの当該信号処理装置への装着時に取得し、当該値を使用して前記表示処理を施す請求項10に記載の信号処理装置。
- 前記表示処理部が、前記被検体の計測部位における音速、前記測定光の強度およびパルス幅、並びに前記音響波検出部の検出面上の音響部材の有無のうち少なくとも1つに基づいて、前記観察可能深度を補正する請求項10から13いずれか1項に記載の信号処理装置。
- 前記表示処理が前記観察可能深度を線で表示する処理である請求項10から14いずれか1項に記載の信号処理装置。
- 前記表示処理が前記観察領域を強調表示する処理である請求項10から14いずれか1項に記載の信号処理装置。
- 前記表示処理が、前記光音響画像中の前記観察可能深度よりも深い領域のアーチファクト領域を非表示にする処理である請求項10から14いずれか1項に記載の信号処理装置。
- 前記表示処理部が、非表示とされた前記アーチファクト領域のうち前記観察領域に隣接する一部の領域を、当該装置の操作者の指定により表示可能とする請求項17に記載の信号処理装置。
- 被検体に測定光を出射する光出射部と、該光出射部に並設された、前記測定光の出射によって前記被検体内に生じた光音響波を検出する音響波検出部とを有するプローブによって検出された前記光音響波に基づいて光音響画像を生成し、および
前記光音響画像中の被検体表面に相当する位置から、前記測定光の当接平面上の到達領域と前記音響波検出部との間隔に応じた観察可能深度までの観察領域を明確化する表示処理を、前記光音響画像に施す信号処理方法。
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