JP2015163186A - 画像撮像装置、画像撮像方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】検者の負担を軽減して腫瘍等の注目部位の撮像条件を調整できるようにする。【解決手段】現在の保持状態における被検体の形状と、あらかじめ取得しておいたＭＲＩ画像中における該被検体の形状とが一致するように、当該ＭＲＩ画像の変形を推定（シミュレーション）する。そして、得られた変形の推定結果に基づいて、注目部位の撮像条件に関する情報を推定してユーザに提示するようにして、ユーザは現在の保持状態における撮像条件を知ることができ、その結果、必要以上の保持力で乳房を保持してしまうリスクや、保持が不十分なために再撮像が必要となるリスクが軽減され、被検体の負担を軽減することができるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、特に、被検体から注目部位を可視化するために用いて好適な画像撮像装置、画像撮像方法及びプログラムに関する。

従来、光音響断層撮像装置（以下、ＰＡＴ（Photo Acoustic Tomography）装置）と呼ばれる装置が知られている（特許文献１参照）。ＰＡＴ装置は、被検体に光パルスを照射することにより被検体内の吸収物質を励起し、吸収物質の熱弾性膨張により生じる光音響信号（光超音波）を検出して被検体の光吸収に関わる性質を画像化する装置である。この装置により、照射光に対する被検体内の光エネルギー堆積量分布（光エネルギー吸収密度分布）を画像化することができ、さらに、これに基づき、照射波長に関する被検体の光吸収係数分布を画像化することができる。また、複数の波長に関する光吸収係数分布に基づいて、例えばヘモグロビンの酸素飽和度など被検体を構成する物質の状態を画像化することも可能である。これらの画像は、がんなどの悪性腫瘍の内外に生じる新生血管に関する情報を可視化する画像であると期待されている。以下、これらの画像を総称して、光音響断層画像（ＰＡＴ画像）と呼ぶ。

照射する近赤外光及びこの近赤外光により発生する光音響波が生体内で減衰するため、ＰＡＴ装置は、Ｘ線を用いた撮像装置と比べて被検体の深部を画像化することが難しい。同様に、被検体に超音波を照射しその反射波（エコー）を受信する超音波診断装置においても、被検体の深部で画質が低下するという課題が存在する。そこで、被検体の厚みが十分に薄くなるように被検体を保持したうえで、撮像装置による被検体の撮像を行うことが試みられている。特許文献１には、乳房を被検体としたＰＡＴ装置の一形態として、乳房を２枚の平板（以降、保持板と呼ぶ）で保持して乳房の厚みを薄くした状態で撮像を行う方法が開示されている。また、特許文献２には、乳房を被検体とした超音波診断装置の一形態として、伸縮性の膜を保持部材として用いて、乳房と膜との接触圧力を調節することで乳房の厚みを調整する方法が開示されている。同様に乳房の厚みを薄くして撮像するモダリティとして、Ｘ線マンモグラフィ装置が挙げられる。Ｘ線マンモグラフィ装置では、乳腺組織と腫瘍部分との重なりを軽減して放射線量を少しでも減らすために、乳房の厚みを薄くした状態で撮像を行っている（特許文献３参照）。

また、特許文献４には、複数のモダリティで被検体を撮像した画像を併用して乳がん診断を行う際に、変形を考慮した画像間の位置合わせを行い、医師が診断を効率良く行うようにすることが開示されている。

米国特許第５８４００２３号明細書 特開２００７−２８２９６０号公報 特許第３４３１２０２号公報 特開２０１１−２２４２１１号公報

特許文献１および２に記載の撮像装置では、被検体の厚みを調節することは可能であるが、撮像が終了するまで、注目部位において診断に適した画像が得られているか否かを判断できない。

一方、特許文献３に記載の撮像装置は、乳房を圧迫し過ぎないように圧迫力を制御する手段を備えているが、乳房を圧迫し過ぎないようにした場合に診断に適した画像が得られるか否かを即時に判断できないため、保持時間が長くなってしまう可能性がある。また、特許文献４には、異なる３次元画像間において被検体の変形を推定し、変形後の腫瘍の位置を推定する方法が記載されているが、腫瘍と保持板との距離を推定することについては開示されていない。そのため、診断に適した画像が得られるか否かを即時に判断できない。

本発明は前述の問題点に鑑み、被検体の注目部位の撮像に係る状態を取得できるようにすることを目的としている。

本発明に係る画像撮像装置は、被検体を撮像した３次元画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段によって取得された３次元画像の注目部位の位置情報を取得する注目部位取得手段と、保持部材により前記被検体を保持する保持条件を取得する条件取得手段と、前記条件取得手段によって取得された保持条件に基づいて、前記被検体の変形を推定する変形推定手段と、前記注目部位取得手段によって取得された注目部位の位置情報と、前記変形推定手段によって推定された前記被検体の変形に基づいて、前記注目部位の撮像に係る状態を推定する状態推定手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、被検体の注目部位の撮像に係る状態を取得することができる。

本発明の実施形態に係るＰＡＴ装置の機能構成例を示すブロック図である。 ＰＡＴ装置による被検体の撮像方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態における保持状態を推定する処理手順の一例を示すフローチャートである。 乳房を正面から見た場合の保持条件と保持状態の関係を例示する模式図である。 ＭＲＩ画像の変形シミュレーションを説明するための図である。 本発明の第１の実施形態において、保持状態として保持板−注目部位間距離を表示する場合の画面例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における保持状態を推定する処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態において、保持状態として保持板−注目部位間距離を表示する場合の画面例を示す図である。 本発明の第３の実施形態における被検体の保持方式を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態における保持条件を説明するための図である。 本発明の第４の実施形態における被検体の保持方式を説明するための図である。 本発明の第５の実施形態における撮像に係る状態を推定する処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態において、撮像に係る状態として光音響信号の減衰率を表示する場合の画面例を示す図である。 本発明の第６の実施形態における保持条件と撮像条件の推奨値を算出する処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第６の実施形態において、撮像条件として照射回数を設定した場合に、撮像に係る状態として照射光の到達量を表示する場合の画面例を示す図である。 本発明の第６の実施形態において、保持条件と撮像条件を調整し、撮像に係る状態が目標値に到達したことを表示する場合の画面例を示す図である。

（第１の実施形態）
本実施形態に係る画像撮像装置の一例であるＰＡＴ装置は、乳房を被検体とし、被検体の現在の保持条件に応じて、腫瘍等の注目部位の撮像に係る状態として、該注目部位の現在の保持状態を推定してユーザに提示する。具体的には、現在の保持条件における被検体の形状と、あらかじめ取得しておいた３次元画像中における該被検体の形状とが一致するように、当該３次元画像の変形を推定（シミュレーション）する。そして、得られた変形の推定結果に基づいて、注目部位の撮像に係る状態（本実施形態では保持状態）に関する情報を推定してユーザに提示する。ここで、保持条件には、例えば、被検体を保持する２枚の保持板間の距離（保持長）や、保持板が被検体を保持する保持力を含むものとする。また、保持状態には、例えば、保持板から注目部位までの距離（保持板−注目部位間距離）や、注目部位にかかる応力を含むものとする。これにより、ユーザは、提示された情報を基に、保持条件の調整を行うことができる。以下、本実施形態に係るＰＡＴ装置について説明する。

図１は、本実施形態に係るＰＡＴ装置１００の機能構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態におけるＰＡＴ装置１００は、保持部１２０、照射部１３０、受信部１３５、および画像生成部１４０を備えている。また、画像取得部１０１、位置取得部１０２、条件取得部１０３、変形推定部１０４、状態推定部１０５、及び表示制御部１０６を備えている。そして、ＰＡＴ装置１００は、医用画像データベース１１０と接続されており、医用画像データベース１１０には、被検体の乳房を撮像した３次元画像としてＭＲＩ画像のデータが保存されている。なお、医用画像データベース１１０は、ＭＲＩ画像中における注目部位の位置情報を保存する構成であってもよい。例えば、注目部位の位置情報として、ＭＲＩ画像中における病変領域の重心位置（３次元座標）や、病変の領域を表す情報（例えば、病変を表すボクセルに所定値を与えた３次元ラベル画像）等が保持されている構成であってもよい。また、以下の説明では、被検体の３次元画像としてＭＲＩ画像を用いる場合を例として説明するが、３次元画像は、Ｘ線ＣＴ画像、ＰＥＴ画像、３次元超音波断層画像等の、ＭＲＩ以外のモダリティで被検体を撮像した３次元画像であってもよい。あるいは、ＰＡＴ装置１００で過去に被検体を撮像したＰＡＴ画像であってもよい。

次に、ＰＡＴ装置１００による被検体の撮像方法について図２を参照しながら説明する。図２において、被検者２００は、ＰＡＴ装置１００の上面のベッドで伏臥位の体位をとる。そして、被検体である片方の乳房２０１をＰＡＴ装置１００上面の開口部２０２に挿入する。このとき、照射光が乳房２０１の内部まで届くように、乳房２０１は、保持部材である透明な２枚の保持板（足側保持板２０３及び頭側保持板２０４）からなる保持部１２０により圧迫した状態で保持され、乳房２０１の厚みが薄くなった状態で撮像される。なお、固定された足側保持板２０３に対して、可動板である頭側保持板２０４を足方向に向けて移動させることによって乳房２０１を保持することができる。

また、本実施形態では、足側保持板２０３及び頭側保持板２０４はいずれも平板であり、乳房２０１と接触する保持面が平面であるものとする。また、保持の際には、条件取得部１０３によって、乳房２０１の保持条件が計測されるものとする。本実施形態において、条件取得部１０３は、保持条件として、保持長（足側保持板２０３と頭側保持板２０４との間の距離）と保持力（足側保持板２０３と頭側保持板２０４とが乳房２０１を保持する力）とを計測する。

照射光である近赤外光パルスは、照射部１３０によって保持板の平面に直交する前後の方向の不図示の光源から照射される。そして、体内で発生した光音響信号は、足側保持板２０３の側に、保持面に直交するように配置された不図示の超音波探触子（受信部１３５）により受信され、画像生成部１４０により画像の再構成が実行される。なお、図２に示すように、ＰＡＴ装置１００には、被検体の様子を撮影するための乳房ポジション設定カメラ２０５が搭載されており、側面から被検体の外観を撮影可能な位置に設置されている。ユーザは、乳房ポジション設定カメラ２０５で撮影した画像（乳房ポジション設定カメラ画像）を見ながら、乳房が最適に撮像できるようにそのポジションを決定し、ＰＡＴ画像を生成する指示を行う。

図３は、本実施形態におけるＰＡＴ装置１００により保持状態を推定する処理手順の一例を示すフローチャートである。

（ステップＳ３００：ＭＲＩ画像を取得）
まず、ステップＳ３００において、画像取得部１０１は、医用画像データベース１１０が保持している被検体のＭＲＩ画像を取得する。取得したＭＲＩ画像は、位置取得部１０２及び変形推定部１０４に出力される。

（ステップＳ３０１：ＭＲＩ画像から注目部位の位置を取得）
次に、ステップＳ３０１において、位置取得部１０２は、ステップＳ３００で取得したＭＲＩ画像の中の注目部位の位置の情報を取得する。取得した位置の情報は、状態推定部１０５に出力される。注目部位の位置は、例えば、ユーザがＭＲＩ画像を観察しながら、不図示のマウスなどを用いて手動で指定し、そのＭＲＩ画像上における座標値を取得することによって得られる。なお、医用画像データベース１１０に注目部位の位置情報が保存されている場合には、その情報を取得するようにしてもよい。例えば、病変の領域を表す情報を医用画像データベース１１０から取得し、その領域の重心座標を注目部位の位置としてもよい。

（ステップＳ３０２：保持条件を取得）
次に、ステップＳ３０２において、条件取得部１０３は、足側保持板２０３と頭側保持板２０４とを用いて保持されている乳房２０１の保持条件（保持長及び保持力）を計測する。これらの情報は、変形推定部１０４と表示制御部１０６とに出力される。

図４は、乳房２０１を正面から見た場合の保持条件と保持状態との関係を示す模式図である。足側保持板２０３は、光音響信号を受信するための探触子が設置される側の保持板である。注目部位４０３は、乳房２０１中の腫瘍である。保持板−注目部位間距離４０４は、この注目部位４０３と足側保持板２０３との間の距離であり、本実施形態における保持状態の一つである。この距離が短いほど、注目部位４０３から発生する信号の減衰を抑えることができるため、診断に適したＰＡＴ画像を生成できる。保持長４０５は、可動する頭側保持板２０４と固定された足側保持板２０３との距離である。この保持長４０５及び２つの保持板が乳房を保持する保持力が条件取得部１０３で計測され、現在の保持条件として出力される。

（ステップＳ３０３：変形推定）
次に、ステップＳ３０３において、変形推定部１０４は、ステップＳ３０２で取得した保持条件に基づいて、ステップＳ３００で取得したＭＲＩ画像中の乳房領域の変形を推定し（圧迫変形をシミュレーションし）、その結果を状態推定部１０５に出力する。

図５（ａ）は、保持板による乳房の変形を推定する方法（圧迫変形をＭＲＩ画像の中でシミュレーションする方法）を説明するための図である。まず、画像取得部１０１で取得したＭＲＩ画像５００の乳房領域５０１に３次元のメッシュ５０２を生成する。乳房領域５０１については、例えば画像の輝度勾配を用いてＭＲＩ画像５００から被検体の体外と体内との境界となる体表５０３を検出し、体内側を乳房領域５０１とすることによって抽出できる。そして、抽出した乳房領域５０１内に一定の間隔でノードと要素とを設け、メッシュ５０２を生成する。メッシュ５０２は六面体や四面体形状の要素とその形状を定義するノードとによって構成される。各ノードは、ＭＲＩ画像座標系５１２における座標とその位置の変位、応力の情報とを持つ。なお、乳房領域５０１内にメッシュ５０２を生成する方法は、これに限らず既知のいかなる方法を用いてもよい。

次に、生成したメッシュ５０２に対して、有限要素法に基づいて保持板による圧迫変形シミュレーションを施すと、図５（ｂ）に示す変形メッシュ５０４を得ることができる。実際の保持板による圧迫変形では、可動側の頭側保持板２０４を被検体の中心方向に移動させると、移動後の保持板の外側にはみ出た被検体の表面領域は保持板に張り付いた状態になる。

そこで、条件取得部１０３において取得した保持長と、ＭＲＩ画像５００に定義した保持長５０５とが同じ長さになるように保持板５０６を移動させる。そして、体表５０３上に位置するノードから、保持板の外側にはみ出ているノード（外側表面ノード５０８）を求める。さらに、外側表面ノード５０８の夫々が保持板５０６に接するようになるための変位量を求める。これをシミュレーションの境界条件として与えて有限要素法の計算を実行することにより、現在の保持長まで乳房を変形させた変形メッシュ５０４を生成する。本実施形態では、ＭＲＩ画像５００中に定義した保持板の保持長５０５が、ステップＳ３０２で取得した保持長になるように保持板５０６を移動させるまでの間をｎ回の変形シミュレーションに分割することにより、変形過程で生じる境界条件の変化に対応する。

（ステップＳ３０４：保持状態を推定）
次に、ステップＳ３０４において、状態推定部１０５は、ステップＳ３０３で計算したＭＲＩ画像の変形推定結果に基づいて、現在の保持条件における注目部位の保持状態に関する情報を推定する。具体的には、保持状態に関する情報として、現在の保持条件における保持板−注目部位間距離と、現在の保持条件における注目部位にかかる応力とを推定する。さらに、状態推定部１０５が備える不図示の判定部は、推定した保持状態と、不図示のメモリに保持している保持状態の目標値とを比較し、推定した保持状態が目標を満たすか否かの判定（良否判定）を行う。そして、これらの結果を表示制御部１０６に出力する。なお、目標値は、ＰＡＴ装置１００が推奨する値（基準値、適正値）として予め定めておいてもよい。また、不図示のＵＩを介してユーザが目標値を指定する構成であってもよい。

ここで、変形推定結果に基づいて現在の保持条件における注目部位の位置を推定する方法について説明する。状態推定部１０５は、変形推定結果に基づいて、図５（ａ）に示すＭＲＩ画像５００の注目部位５０９の位置から、図５（ｂ）に示す圧迫変形後の注目部位５１０の位置を推定する。

まず、変形前のメッシュ５０２において、注目部位５０９を含むメッシュの要素を探索する。次に、この要素を構成する全てのノードの変位情報を基に、注目部位の変位情報を計算する。この変位情報を用いて、変形前の位置から変形後の位置を計算することができる。次に、変形後の注目部位５１０の位置と固定されている保持板５０７との最短距離を計算することにより、保持板−注目部位間距離５１１を算出する。また、注目部位の位置における応力は、注目部位が含まれる要素を構成するノードにかかる応力を基に、周知の方法によって算出することができる。

（ステップＳ３０５：保持条件と保持状態を提示）
次に、ステップＳ３０５において、表示制御部１０６は、ステップＳ３０２で計測した現在の被検体の保持条件の情報と、ステップＳ３０４で推定した注目部位の保持状態の情報と、乳房ポジション設定カメラ画像とを、不図示のディスプレイに表示する。また、表示制御部１０６は、ステップＳ３０４で推定した保持状態の良否判定結果を、必要に応じてユーザに提示する。例えば、保持状態が目標を満たさない場合に警告情報の提示（例えば、ディスプレイに表示した保持状態の情報の脇に、警告を表すアイコンを表示したり、ブザーを鳴らしたりする）を行う。あるいは、保持状態が目標を満たす場合と満たさない場合とで保持状態の表示様態を変更する。例えば、前記良否判定の結果に応じて、保持状態を提示する際の文字色や背景色を変更する。

図６は、本実施形態において、保持条件として保持長を、保持状態として保持板−注目部位間距離を表示する場合の画面例を示す図である。図６に示す保持長６０１は、ステップＳ３０２で計測した現在の保持長である。保持板−注目部位間距離６０２は、ステップＳ３０４で推定した保持板−注目部位間距離である。乳房ポジション設定カメラ画像６０３は、乳房ポジション設定カメラ２０５で撮影された画像である。図６に示す例では、現在の保持長が６０ｍｍあり、保持板−注目部位間距離が２９．８ｍｍと推定されたことを示している。また、保持板−注目部位間距離６０２の脇に、その値が目標値を下回っていることを警告するアイコン６０４として「▼」が提示されている。ユーザは、表示されたこれらの情報を基に、保持状態が適切か否かを判断しながら保持条件を調整して、ＰＡＴ画像の撮像を実行することができる。

以上のように、本発明の画像撮像装置は、被検体を撮像した３次元画像を取得する画像取得手段（画像取得部１０１）と、画像取得手段によって取得された３次元画像の注目部位の位置情報を取得する注目部位取得手段（位置取得部１０２）と、保持部材により前記被検体を保持する条件を取得する条件取得手段（条件取得部１０３）と、条件取得手段によって取得された保持条件に基づいて、３次元画像において前記被検体の変形を推定する変形推定手段（変形推定部１０４）と、注目部位取得手段によって取得された注目部位の位置情報と変形推定手段によって推定された前記被検体の変形に基づいて、注目部位の撮像に係る状態を推定する状態推定手段（状態推定部１０５）とを備える。具体的には、本実施形態に係るＰＡＴ装置は、現在の保持条件に応じて乳房のＭＲＩ画像を変形シミュレーションし、その結果に基づいて保持状態を推定し、ユーザに提示する。これにより、ＰＡＴ画像を撮像する前に、ユーザは現在の保持条件における注目部位の保持状態を知ることができる。その結果、必要以上の保持力で乳房を保持してしまうリスクや、注目部位の保持状態が不十分なために再撮像が必要となるリスクが軽減され、被検体の負担を軽減することができる。

なお、本実施形態では、注目部位と固定した保持板（足側保持板２０３）との間の距離を保持状態として推定する例を示したが、注目部位の撮像に係る保持状態の情報であれば、推定するのはそれ以外の保持状態の情報であってもよい。例えば、照射光の入射位置から注目部位までの距離を保持状態として推定してもよい。例えば、照射光が頭側保持板２０４側から入射される構成である場合には、ステップＳ３０４と同様な演算により、頭側保持板２０４から注目部位までの距離を推定し、さらにその情報を表示する構成であってもよい。照射光は体内で減衰するため照射光の入射位置から注目部位までの距離は短いことが望ましく、本情報はユーザが保持状態を調整する上で参考情報として有用である。なお、本実施形態は、ＰＡＴ装置の保持状態を推定するものであったが、被検体を保持した上で撮像する他の装置に適用することも可能である。例えば、被検体に超音波を照射し、その反射波（エコー）を受信する超音波診断装置や、Ｘ線マンモグラフィ装置の保持状態の推定においても、同様に適用可能である。

（変形例１−１）
上記の実施形態における保持板は平面状であったが、保持板の形状はこれに限定されるものではない。保持板の形状は、既知の形状であれば、アーチ状や盥状など、いずれの形状であってもよい。この場合は、夫々の既知の形状を用いて被検体の変形シミュレーションを行えばよい。また、保持部として複数の形状の保持板を交換可能（選択可能）な場合には、選択した保持板の種類を示す情報を保持条件の一つとして取得する手段を備えたうえで、取得した情報に応じて形状を選択してシミュレーションを行えばよい。

（変形例１−２）
上記の実施形態では、被検体である乳房の保持方式として、左右や上下から挟みこむ方式を説明した。しかし、被検体の保持方式はこれに限定されるものではなく、他の保持方式を用いてもよい。例えば、乳房を撮像する場合に、前方（乳頭方向）から保持板で保持することで、胸壁との間の圧迫によって厚みを調整する保持方式であってもよい。

（変形例１−３）
上記の実施形態では保持板の形状を既知としたが、保持板の形状が既知であることは必須ではなく、形状の未知な保持板、あるいは、非剛体の（すなわち、変形する）保持部材で被検体を保持する構成であってもよい。例えば、ゴム等の保持膜で被検体を保持する構成であってもよい。この場合は、保持されている被検体の体表形状を計測し、その形状を用いて被検体の変形シミュレーションを行うようにすればよい。ここで、体表形状の計測は、例えばタイムオブフライト方式のレンジセンサによって行うことができる。この場合、計測した体表形状が保持条件の一つに相当する。また、複数のカメラを用いたステレオ画像処理によって計測することもできる。なお、保持膜を用いる場合には、膜を移動させるのではなく、膜の張力によって保持条件を調整することも可能である。

（変形例１−４）
上記の実施形態では、被検体が保持板と概ね接触しているという前提で、保持板から注目部位までの距離を保持状態として表示する例を説明した。しかし、ゲル状のマッチング材やマッチング液が保持部材と被検体の間に存在している場合には、保持板からの距離ではなく、被検体の体表から注目部位までの距離を保持状態として表示することが望ましい。この場合、被検体の体表形状をレンジセンサ等によって計測し、この情報を保持条件の一つとして用いて、その形状を用いて被検体の変形シミュレーションを行う。そして、保持部材からの距離ではなく、被検体の体表（特に、光の入射位置や、音波の放出位置）から注目部位までの距離を算出して表示することが望ましい。

（変形例１−５）
保持状態として表示する情報は、保持状態の値（保持板−注目部位間距離）そのものである必要はなく、例えば、目標値に対する比率（到達率）を表す情報等であってもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態に係るＰＡＴ装置は、現在の保持条件における注目部位の保持状態を推定してその情報を提示した。これに対して本実施形態では、仮定した複数の保持条件の夫々に対応する注目部位の保持状態を事前に推定する。そして、保持状態の目標値に基づいて保持条件の目安を算出してユーザに提示する。この構成によると、実際に保持している最中に変形推定等の計算を行う必要がないため、乳房を保持する時間は実際の撮像に必要な時間だけとなり、被検体の負担をより軽減することができる。以下、本実施形態に係るＰＡＴ装置について、第１の実施形態との差異を中心に説明する。

本実施形態に係るＰＡＴ装置の構成は、基本的には第１の実施形態で説明した図１と同様の構成である。ただし、条件取得部１０３、状態推定部１０５、及び表示制御部１０６の動作が第１の実施形態とは異なっている。それ以外については第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

図７は、本実施形態におけるＰＡＴ装置１００により保持状態を推定する処理手順の一例を示すフローチャートである。但し、ステップＳ７００、Ｓ７０１、Ｓ７０４、Ｓ７０５の処理は、夫々、第１の実施形態で説明した図３のステップＳ３００、Ｓ３０１、Ｓ３０３、Ｓ３０４の処理と同様であるため、説明は省略する。以下、ステップＳ７０２、Ｓ７０３、Ｓ７０６、Ｓ７０７についてのみ説明する。

＜ステップＳ７０２：目標値を設定＞
ステップＳ７０２において、状態推定部１０５は、保持状態の目標値を設定する。本実施形態では、保持板−注目部位間距離の目標値を設定する。目標値は、ＰＡＴ装置１００が推奨する値（基準値、適正値）をあらかじめ定めておいてもよい。また、ユーザが不図示のキーボードなどの入力装置を用いて目標値を入力する構成であってもよい。以下では、ユーザが目標値として例えば２０ｍｍを指定したと仮定して、動作の例を説明する。

＜ステップＳ７０３：保持条件を仮定＞
次に、ステップＳ７０３において、条件取得部１０３は、乳房の保持条件として、保持板間の保持長を仮定し、変形推定の入力情報とする。例えば、ＭＲＩ画像５００の乳房領域５０１において、ＭＲＩ画像座標系５１２におけるｚ座標の最大値と最小値とを求め、その差から所定の値（例えば２０ｍｍ）を差し引いた値を、仮定する保持長の最初の値とする。そして、本ステップの処理を再度実行する毎に、仮定する保持長をさらに所定の値（例えば５ｍｍ）ずつ減少させていくようにすることができる。もしくは、キーボードなどの入力装置を用いてユーザが入力した値を仮定する保持長としてもよい。

そして、ステップＳ７０４及びＳ７０５において、仮定した保持長５０５を用いて圧迫変形を推定し、該仮定下における保持板−注目部位間距離５１１を推定する。

＜ステップＳ７０６：保持条件と保持状態の提示＞
ステップＳ７０６において、表示制御部１０６は、ステップＳ７０３で仮定した被検体の保持条件の情報と、ステップＳ７０５で推定した注目部位の保持状態の情報と、乳房ポジション設定カメラ画像とを不図示のディスプレイに表示する。

図８は、本実施形態において、保持条件として保持長を、保持状態として保持板−注目部位間距離を表示する場合の画面例８０３を示す図である。図８に示す保持長８０１は、ステップＳ７０３で仮定した保持長である。保持板−注目部位間距離８０２は、ステップＳ７０５で推定した保持板−注目部位間距離である。

ＭＲＩ画像８０５は、取得したＭＲＩ画像５００の、コロナル面に平行でかつ注目部位を含む断面画像である。変形ＭＲＩ画像８０６は、変形推定結果に基づいてＭＲＩ画像５００を変形処理して得られる３次元画像の、コロナル面に平行でかつ注目部位を含む断面画像である。図８に示す例では、最初に仮定した保持長が６０ｍｍの場合に、保持板−注目部位間距離が２９．８ｍｍと推定されたことを示している。変形ＭＲＩ画像８０６の上には、保持長を示す矢印８１０、保持長（保持条件）の値８１１、保持板−注目部位間距離を表す矢印８１２、保持板−注目部位間距離（保持状態）の値８１３がそれぞれ重畳して表示される。

＜ステップＳ７０７：目標値と比較＞
次に、ステップＳ７０７において、状態推定部１０５が備える不図示の算出部は、ステップＳ７０２で設定した保持状態の目標値と、ステップＳ７０５で推定した保持状態とを比較する。この比較の結果、保持状態が目標値を満たしている場合は、表示制御部１０６はその旨を通知して、保持状態の推定を完了する。通知する方法としては、例えば、図８に示す通知表示８０４のように、保持長と保持板−注目部位間距離を枠で囲む方法などが考えられる。

一方、ステップＳ７０７の比較の結果、目標値を満たしていない場合は、処理をステップＳ７０３に戻り、保持条件を再仮定した上で以降の処理を実行する。この処理は目標値を満たすまで繰り返される。そして、この反復処理の結果として、保持状態が目標値を満たすような保持条件が、保持条件の推奨値（装置が推奨する保持条件）、すなわち、保持条件の目安として算出される。図８に示す例では、最初に保持長を６０ｍｍに設定し、５回目に４０ｍｍを設定した場合に、保持板−注目部位間距離が１９．８ｍｍと推定され、目標値を満たした場合を示している。その際の変形ＭＲＩ画像が図８に示す変形ＭＲＩ画像８０７となっている。

なお、保持条件（保持長８０１）と保持状態（保持板−注目部位間距離６０２）の表示方法は、保持条件と保持状態との関係を対応付けて表示可能な表示方法であれば、上述したリスト形式とは異なる表示方法であってもよい。例えば、グラフ形式の表示方法でもよい。その場合、例えば、グラフの横軸に保持条件（保持長）を、縦軸に保持状態（保持板−注目部位間距離）を設定する。そして、保持状態（保持板−注目部位間距離６０２）の目標値を示す情報をグラフに表示する。これにより、保持状態が目標値を達成する保持条件（保持長）の目安を容易に知ることができる。

以上のように、本実施形態に係るＰＡＴ装置は、最初に推定する保持状態の目標値を設定し、それを満たすまで保持状態の推定を繰り返す。これにより、ユーザは乳房を保持する前に、最適な保持条件の目安を知ることができる。

（変形例２−１）
上記の実施形態では、保持板−注目部位間距離を保持状態の目標値とした場合について説明したが、第１の実施形態で説明した他のいずれの保持状態を目標値としてもよい。また、注目部位の位置における応力に目標値を設定して、目標値を満たす保持条件を求めるようにしてもよい。

（変形例２−２）
ステップＳ７０６の処理で提示する情報は他の情報であってもよい。例えば、計算を行った夫々の保持条件における保持状態を表示せずに、最適な保持条件と、その時の保持状態のみを表示するようにしてもよい。この場合は、保持長の刻み幅をより小さく設定してもよい。また、ステップＳ７０７での処理の打ち切りの判定を行わずに、所定の範囲の保持条件（例えば、保持長が６０ｍｍから３０ｍｍまでの５ｍｍ刻み）における保持状態を全て求めて表示し、そのうえで最適な（目標値を満たしてかつ、保持長が最大になるような）保持条件を選択して通知するようにしてもよい。また、保持状態の目標値を装置上では設定せずに、所定の範囲の保持条件の夫々に関して保持状態を算出して表示する（ユーザがその値を見て判断する）構成であってもよい。

（第３の実施形態）
上記の実施形態に係るＰＡＴ装置は、２枚の保持板を用いて、乳房を挟むように保持する構成であった。しかし、被検体を保持する保持方式は他の方式であってもよい。本実施形態に係るＰＡＴ装置は、乳頭側から１枚の保持板を押し当てて、乳房が薄くなるように圧迫する構成で乳房を保持する。そして、保持状態として保持板−注目部位間距離の目標値を設定し、それを満たすような保持条件、すなわち、保持板の移動距離を、保持条件の目安として事前に算出して提示する。ユーザは、その結果に基づいて適切な保持条件を設定することができる。

本実施形態に係るＰＡＴ装置の構成は、基本的には第１の実施形態で説明した図１と同様の構成である。ただし、保持部１２０の構成が第２の実施形態とは異なっている。また、被検体の保持方式が異なることに伴って、条件取得部１０３、変形推定部１０４、状態推定部１０５の動作が、第２の実施形態とは異なっている。それ以外については第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態におけるＰＡＴ装置９００の保持部１２０の構成について、図９を参照しながら説明する。第１の実施形態と同じように、被検体は、ＰＡＴ装置９００のベッド上において伏臥位の体位をとる。そして、図９に示すように、片方の乳房２０１を開口部２０２に挿入する。このとき、照射光が乳房２０１の内部まで届くように、乳房２０１は、透明な保持板９０１（保持部材）で構成される保持部１２０により保持され、乳房２０１の厚みが薄くなった状態で撮像される。なお、乳房２０１の保持は、保持板９０１を乳房側から背側へ移動させることによって行われる。保持板９０１が移動した距離（保持板移動距離９０２）は、保持板９０１が乳房と接触した位置を移動距離＝０として、そこから保持板が移動した距離とする。

本実施形態におけるＰＡＴ装置９００により保持状態を推定する処理手順は、ステップＳ７０３、Ｓ７０４、及びＳ７０５の処理を除いて、図７に示す第２の実施形態のフローチャートと同様である。以下では、これらの処理についてのみ説明する。

＜ステップＳ７０３：保持条件を仮定＞
ステップＳ７０３において、条件取得部１０３は、第２の実施形態と同様に、乳房の保持条件を設定（仮定）する。本実施形態における具体的な処理としては、保持条件として、保持板の移動距離を仮定し、変形シミュレーションの入力とする。具体的には、まず、図１０（ａ）に示すＭＲＩ画像５００の乳房領域５０１の体表５０３と保持板１００１とが接触したｙ座標を移動距離＝０とする。座標系は、ＭＲＩ画像座標系５１２とする。そして、本ステップの処理を実行する毎に、図１０（ｂ）に示す保持板移動距離１００２を所定の値ずつ増加させていくようにすることで保持板の移動距離を設定する。

＜ステップＳ７０４：変形推定＞
ステップＳ７０４において、変形推定部１０４は、第２の実施形態と同様に、ステップＳ７００で取得したＭＲＩ画像中の乳房領域が、ステップＳ７０３で仮定した保持条件においてどのように変形するかを推定する。本実施形態における具体的な処理としては、ステップＳ７０３で仮定した保持板移動距離１００２を用いて圧迫変形を推定する。本実施形態における変形推定は、第１の実施形態で用いた保持長を保持板移動距離に置き換えれば、同様に実施できる。

＜ステップＳ７０５：保持状態を推定＞
ステップＳ７０５において、状態推定部１０５は、第１の実施形態と同様の処理を行い、ステップＳ７０３の仮定下における保持板−注目部位間距離１００３を推定する。

以上のように、被検体の保持方式が異なる場合であっても、保持状態の目標値を満たす保持条件の目安を提示することができる。

（第４の実施形態）
上記の実施形態に係るＰＡＴ装置は、保持条件の調整手段として保持板の位置を移動させる方式をとっていた。しかし、保持条件の調整手段は保持板の位置の移動に限定されるものではない。本実施形態におけるＰＡＴ装置は、保持部材として盥型状の容器（保持容器とする）を用いる場合であって、被検体の乳房の大きさにより、複数のサイズの保持容器の中から最適な容器を選択することによって保持条件の調整を行う。このとき、夫々の保持容器について、それを用いた場合の注目部位の保持状態（例えば、保持容器表面−注目部位間距離）を推定してユーザに提示する。ユーザは、その結果に基づいて適切な保持容器を選択することができる。

本実施形態におけるＰＡＴ装置１１００の保持部１２０の構成について、図１１を参照しながら説明する。第１の実施形態と同じように、被検体は、ＰＡＴ装置１１００のベッド上において伏臥位の体位をとる。そして、図１１に示すように、片方の乳房２０１を保持容器１１０１に収める。保持容器１１０１には、乳房２０１が浸るように水が張られている。筺体１１０２の内部は、音響マッチング液で満たされている。また、筺体１１０２の内部には、被検体に対して光を照射し、発生した超音波を受信するための探触子ユニット１１０３が設けられている。そして、走査機構１１０４を制御し探触子ユニットの位置を移動することにより乳房全体が撮像できる。このとき、照射光が乳房２０１の内部まで届くように、保持容器１１０１（保持部材）で構成される保持部１２０により圧迫した状態で保持され、乳房２０１の厚みが薄くなった状態で撮像される。保持容器１１０１は複数のサイズから選択可能であり、選択したサイズの保持容器をユーザが手作業で設置する。なお、ＰＡＴ装置１１００は、夫々の保持容器の３次元形状データを不図示の記憶領域に保持しているものとする。

本実施形態におけるＰＡＴ装置１１００により保持状態を推定する処理手順は、ステップＳ７０３、Ｓ７０４、及びＳ７０５の処理を除いて、図７に示す第２の実施形態のフローチャートと同じである。以下では、これらの処理についてのみ説明する。

＜ステップＳ７０３：保持条件を仮定＞
ステップＳ７０３において、条件取得部１０３は、上記実施形態と同様に、乳房の保持条件を設定（仮定）する。本実施形態における具体的な処理としては、大きいサイズから順番に保持容器の種類を設定する。すなわち、本処理を実行する毎に、サイズの小さい保持容器を順次設定する。そして、選択した保持容器の３次元形状データを変形シミュレーションの入力情報とする。

＜ステップＳ７０４：変形を推定＞
ステップＳ７０４において、変形推定部１０４は、上記実施形態と同様に、ステップＳ７００で取得したＭＲＩ画像中の乳房領域が、ステップＳ７０３で仮定した保持条件においてどのように変形するかを推定する。本実施形態における具体的な処理としては、ステップＳ７０３で得た保持容器の３次元形状に基づいて、該保持容器で被検体を保持した際の変形状態をシミュレーションする。そして、その結果を状態推定部１０５に出力する。

（ステップＳ７０５：保持状態を推定）
ステップＳ７０５において、状態推定部１０５は、ステップＳ７０４で計算した変形シミュレーション結果に基づいて、現在の保持条件における保持容器表面−注目部位間距離を推定する。具体的には、まず、変形後の注目部位の位置を第１の実施形態と同様に計算する。そして、その位置（３次元座標）と保持容器（３次元形状データ）との最短距離を計算し、この値を保持容器表面−注目部位間距離の推定値とする。３次元座標と３次元形状モデルとの最短距離は、周知の方法によって計算できる。

以上のように、保持条件の調整方法が異なる場合であっても、保持状態の目標値を満たす保持条件の目安を提示することができる。

（変形例４−１）
第２乃至第４の実施形態では、形状が既知の保持板や保持容器で被検体を保持していた。しかし、保持部材は剛体に限定されるものではなく、伸縮性のある保持膜を用いてもよい。この場合は、ステップＳ７０３で仮定する保持条件として、保持膜の位置と保持膜の張力との少なくともいずれかを設定することができる。また、ステップＳ７０４の変形推定では、保持膜の変形も考慮しながら、保持膜が張りついた体表形状に合わせて、ＭＲＩ画像中の被検体の形状が保持膜の形状と一致するように、ＭＲＩ画像中の被検体と保持膜の変形とを推定する。これによってユーザは、保持膜による最適な保持条件の予想を知ることができる。なお、画像取得部１０１、位置取得部１０２、条件取得部１０３、変形推定部１０４、状態推定部１０５、表示制御部１０６からなる保持状態を推定する機能は、ＰＡＴ装置とは独立した装置上に実装されていてもよい。

（第５の実施形態）
第１の実施形態では、注目部位の撮像に係る状態として、注目部位と保持板との間の距離や注目部位にかかる応力など、注目部位の保持状態を推定する例を示した。しかし、推定する状態は注目部位の保持状態に限定されるものではなく、被検体の保持条件から導出される状態であれば、注目部位の撮像に係る他のいずれの状態であってもよい。本実施形態に係る画像撮像装置は、保持状態以外の注目部位の撮像に係る状態として、注目部位の位置への照射光の到達量（到達光量）、および、同位置から発生した光音響信号を受信部が受信する際の信号の減衰率を推定して提示する。さらに、これらの情報から導出される、同位置からの光音響信号の受信強度やＳＮ比を推定して提示する。以下、本実施形態に係る画像撮像装置の一例であるＰＡＴ装置について、第１の実施形態との差異を中心に説明する。

本実施形態に係るＰＡＴ装置の構成は、基本的には第１の実施形態で説明した図１と同様の構成である。ただし、状態推定部１０５、及び表示制御部１０６の動作が第１の実施形態とは異なっている。それ以外については第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

図１２は、本実施形態におけるＰＡＴ装置１００により撮像に係る状態を推定する処理手順の一例を示すフローチャートである。但し、ステップＳ１２００、Ｓ１２０１、Ｓ１２０２、Ｓ１２０３の処理は、夫々、第１の実施形態で説明した図３のステップＳ３００、Ｓ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０３の処理と同様であるため、説明は省略する。以下、ステップＳ１２０４、Ｓ１２０５についてのみ説明する。

＜ステップＳ１２０４：撮像に係る状態を推定＞
ステップＳ１２０４において、状態推定部１０５は、ステップＳ１２０３で計算したＭＲＩ画像の変形推定結果に基づいて、現在の保持条件における注目部位の撮像に係る状態に関する情報を推定する。具体的には、注目部位の位置への到達光量、同位置からの光音響信号の減衰率（受信部１３５の位置でどの程度減衰するか）、および、同位置からの光音響信号の受信強度やＳＮ比、さらに、同信号を画像化した際の解像度やコントラストを推定する。

ここで、注目部位の位置への到達光量は、推定した被検体の形状、注目部位の位置、光の吸収に関わる対象物体の標準的な特性、及び照射部１３０による照射光の情報（照射位置、照射強度、照射回数などの照射条件）等に基づいて推定できる。例えば、到達光量は、被検体内への入射光量と、exp（−被検体の平均的な等価減衰係数・被検体表面から注目部位までの距離）との乗算で算出できる。また、被検体の形状や入射光のプロファイルを考慮に入れた公知の光分布シミュレーションによって求めることができる。一方、同位置からの光音響信号の減衰率は、推定した被検体の形状、注目部位の位置、超音波に関わる対象物体の標準的な特性、及び、受信部１３５の位置の情報等に基づいて推定できる。また、同位置からの光音響信号の受信強度やＳＮ比、さらに、同信号を画像化した際の解像度やコントラストは、上記で推定した到達光量及び光音響信号の減衰率と、注目部位（例えば血管）の標準的な光吸収特性（吸収係数）とに基づいて推定できる。なお、これらの値の算出は光音響断層撮像のシミュレーション技術として公知であるので、詳細な説明は省略する。

＜ステップＳ１２０５：保持条件と撮像に係る状態を提示＞
ステップＳ１２０５において、表示制御部１０６は、ステップＳ１２０２で計測した現在の被検体の保持条件と、ステップＳ１２０４で推定した撮像に係る状態の夫々と、乳房ポジション設定カメラ２０５で撮影した画像とを、不図示のディスプレイに表示する。このとき、提示する状態は、ステップＳ１３０４で推定した全ての状態であってもよいし、不図示のＵＩを介してユーザが指示した状態のみを提示してもよい。

図１３は、本実施形態において、注目部位の撮像に係る状態として光音響信号の減衰率を表示する場合の画面例を示す図である。ここでは、図６に示した第１の実施形態における画面例と比べて、保持状態６０２の代わりに光音響信号の減衰率１３０２が表示されている。図１３に示す例では、現在の保持長が６０ｍｍあり、注目部位からの光音響信号の減衰率が２５％と推定されたことを示している。なお、光音響信号の減衰率は、０％の場合に信号が全く減衰しないことを、１００％の場合に完全に信号が無くなるまで減衰することを意味している。

以上のように、本実施形態に係る画像撮像装置によると、ユーザは、表示されたこれらの情報を基に、注目部位の撮像に係る状態が適切か否かを判断しながら保持条件を調整して、ＰＡＴ画像の撮像を実行することができる。

なお、提示する情報は、到達光量ではなく注目部位への光の到達率であってもよい。また、音響信号の減衰率ではなく到達率であってもよい。また、第１の実施形態で述べた保持状態の情報も同時に表示するようにしてもよい。

（第６の実施形態）
第２の実施形態では、仮定した複数の保持条件の夫々に対応する注目部位の保持状態を事前に推定し、保持状態の目標値に基づいて保持条件の目安を算出してユーザに提示していた。一方、本実施形態に係る画像撮像装置は、保持条件に加えて撮像条件についても仮定を取得し、保持条件と撮像条件との組み合わせに基づいて、注目部位の撮像に係る状態を推定し提示する。そして、撮像に係る状態の目標値に基づいて、保持条件と撮像条件との組み合わせの目安を算出してユーザに提示する。以下、本実施形態に係る画像撮像装置の一例であるＰＡＴ装置について、第２の実施形態との差異を中心に説明する。

本実施形態に係るＰＡＴ装置の構成は、第２の実施形態と同様の構成である。ただし、条件取得部１０３、状態推定部１０５、及び表示制御部１０６の動作が第２の実施形態とは異なっている。それ以外については第２の実施形態の動作と同様であるため、説明は省略する。

図１４は、本実施形態におけるＰＡＴ装置１００により、撮像に係る状態を推定し提示する処理手順の一例を示すフローチャートである。但し、ステップＳ１４００、Ｓ１４０１、Ｓ１４０３、Ｓ１４０４の処理は、夫々、第２の実施形態で説明した図７のステップＳ７００、Ｓ７０１、Ｓ７０３、Ｓ７０４の処理と同様であるため、説明は省略する。以下、ステップＳ１４０２、および、Ｓ１４０５からＳ１４０９について説明する。

＜ステップＳ１４０２：撮像に係る状態の目標値を設定＞
ステップＳ１４０２において、状態推定部１０５は、撮像に係る状態の目標値を設定する。例えば、注目部位への照射光の到達量（到達光量）の目標値を設定する。目標値は、ＰＡＴ装置１００が推奨する値（基準値、適正値）をあらかじめ定めておいてもよい。また、ユーザが不図示のキーボードなどの入力装置を用いて目標値を入力する構成であってもよい。以下では、基準値として、例えば、５０ｍＪ／ｍｍ²が設定されていると仮定して、動作の例を説明する。

＜ステップＳ１４０５：撮像条件を仮定＞
次に、ステップＳ１４０５において、条件取得部１０３は、被検体の撮像条件を仮定し、撮像に係る状態を推定するための入力情報とする。被検体の撮像条件のひとつに照射部１３０による照射光の照射条件（照射位置、照射強度、照射回数など）があるが、本実施形態では、そのうちの照射回数を可変の条件として仮定する。照射回数は撮像画像の解像度やコントラストに関連し、回数が多いほど高解像度、高コントラストの画像が得られる。また、照射パルス光の１秒あたりの照射回数は固定（例えば、１０Ｈｚや２０Ｈｚなど）であるため、１回の撮像に必要な撮像時間を照射回数から算出して、撮像時間を撮像条件として仮定することもできる。

ここで、照射回数の最初の値としては、被検体の標準的な特性と光源の性能に基づいて予め定めた値（例えば、３０回）を用いる。また、ユーザがキーボードなどの入力装置を用いて入力する構成であっても良い。そして、本ステップの処理を再度実行する毎に、保持長を固定したまま、照射回数を増加させていく。増加数は、所定の回数（例えば、１０回）ずつ増加させても良いし、ユーザが入力した値を用いても良い。

＜ステップＳ１４０６：撮像に係る状態を推定＞
ステップＳ１４０６において、状態推定部１０５は、注目部位の撮像に係る状態を推定し、その情報を表示制御部１０６へ送る。なお、本ステップの処理は第５の実施形態におけるステップＳ１２０４と同様であるので、詳細な説明は省略する。

＜ステップＳ１４０７：状態の判定＞
ステップＳ１４０７において、状態推定部１０５が備える不図示の判定部は、ステップＳ１４０６で推定した状態と、ステップＳ１４０２で設定したその目標値とを比較し、推定した状態が目標を満たすか否かの判定（良否判定）を行う。

＜ステップＳ１４０８：撮像条件を更新する？＞
ステップＳ１４０８において、条件取得部１０３は、仮定すべき全ての撮像条件を仮定したか否かに基づいて、撮像条件を更新するか否かを判断する。例えば、照射回数が所定の上限（例えば、６０回）に達している場合は撮像条件を更新しないと判断してステップＳ１４０９へと処理を進める。一方、照射回数が上限に達していない場合は撮像条件を更新すると判断してステップＳ１４０５に処理を戻す。そして、撮像条件を更新したうえでステップＳ１４０６の処理を再度実行する。

＜ステップＳ１４０９：保持条件を更新する？＞
ステップＳ１４０９において、条件取得部１０３は、仮定すべき全ての保持条件を仮定したか否かに基づいて、保持条件を更新するか否かを判断する。例えば、保持長が所定の下限（例えば、４０ｍｍ）に達している場合は保持条件を更新しないと判断してステップＳ１４１０へと処理を進める。一方、保持長が下限に達していない場合は保持条件を更新すると判断してステップＳ１４０３に処理を戻す。そして、撮像条件を更新したうえでステップＳ１４０４以降の処理を再度実行する。

以上の処理によって、保持条件と撮像条件との夫々の組み合わせにおける、注目部位の撮像に係る状態が推定される。また、この反復処理の結果として、注目部位の撮像に係る状態が目標値を満たすような保持条件と撮像条件との組み合わせが、保持条件と撮像条件の推奨値（装置が推奨する保持条件と撮像条件との組み合わせ）として算出される。

＜ステップＳ１４１０：保持条件と撮像条件と撮像に係る状態を提示＞
ステップＳ１４１０において、表示制御部１０６は、ステップＳ１４０３で仮定した被検体の保持条件と、ステップＳ１４０５で仮定した撮像条件と、ステップＳ１４０６で推定した注目部位の撮像に係る状態との組の夫々を、不図示のディスプレイに表示する。また、表示制御部１０６は、ステップＳ１４０７で判定した撮像に係る状態の良否判定結果を、不図示のディスプレイに表示する。

図１５は、本実施形態において、保持条件である保持長、撮像条件である照射光の照射回数、および、撮像に係る状態として推定した注目部位の位置への照射光の到達量を表示する場合の画面例を示す図である。図１５に示す保持長８０１は、ステップＳ１４０３で仮定した保持長である。また、照射回数１５０２は、ステップＳ１４０５で仮定した照射回数である。照射光の到達量１５０３は、ステップＳ１４０６で推定した注目部位の位置への照射光の到達量である。図に示すように、本実施形態では、保持条件を列に、撮像条件を行に配置した表形式で推定結果を一覧表示している。図１５に示す例では、例えば、保持長を６０ｍｍ、照射回数を３０回と仮定した場合に、照射光の到達量が２４ｍＪ／ｍｍ²と推定されたことを示している。また、照射光の到達量が目標を満たしていない組に関してはグレーアウト表示を行い、これによって状態の良否を提示している。もちろん、第５の実施形態で述べた照射光の到達量以外の注目部位の撮像に係る状態（光音響信号の減衰量など）を表示するようにしてもよい。また、複数の条件に対して夫々目標値を設定して、夫々を満たすか否かを判定して表示するようにしてもよい。また、全ての条件を満たすか否かを判定し表示するようにしてもよい。また、撮像条件についても、照射回数以外の条件を表示するようにしてもよい。例えば、照射回数から定まる撮像時間を表示してもよい。

なお、上記のように条件の全ての組み合わせについて表示を行うのではなく、条件を満たす条件の組だけをリスト形式で表示するようにしてもよい。また、第２の実施形態と同様に、目標を満たす条件が見つかった段階で処理を打ち切って表示するようにしてもよい。この場合、保持条件と撮像条件とに優先順を付け、撮像条件を変更しても目標に達しないときに初めて保持条件を変更するようにしてもよい。この場合、例えば、図１６に示すような表示を行うことができる。図１６に示す例では、最初に保持長を６０ｍｍに設定し、照射回数を上限の６０回まで設定しても、照射光の到達量が目標値を満たしていない状況を示している。このとき、保持長を５０ｍｍに変更し、照射回数は６０回のまま変更しない場合に、照射光の到達量が目標値に達し、その通知表示１６０４が表示されたことを示している。

以上のように、本実施形態に係るＰＡＴ装置は、保持条件と撮像条件との仮定に基づいて、撮像に係る状態の推定を行う。これにより、ユーザは被検体を保持する前に、最適な保持条件と撮像条件との目安を知ることができる。

（変形例６−１）
上述した実施形態では、保持条件と撮像条件との両方を仮定し、保持条件と撮像条件との推奨値を算出することを述べた。しかしながら、推奨値を算出する条件は、どちらか一方の条件でもよい。例えば、同一被験者を異なる日時で撮像する場合、ほぼ同じような乳房形状を得るために、保持長を同じ値に設定することが考えられる。このような場合、図１４に示すフローチャートのステップＳ１４０９は必要ない。これにより、ユーザは、保持条件は決めた値を用いて、撮像条件のみの推奨値を算出することができる。また、撮像時間が限られている場合には、撮像条件を固定し、その制限の中で保持条件のみを推定するようにしてもよい。

（変形例６−２）
上述した実施形態では、被検体を保持する前に保持条件と撮像条件との組み合わせを仮定してそれに対する注目部位の撮像に係る状態を推定していた。しかし、被検体を保持した状態で保持条件については実際の保持条件を用いて、その保持条件のもとでさまざまな撮像条件を仮定し、それに対する注目部位の撮像に係る状態を推定して表示するようにしてもよい。これによると、現在の保持状態での適切な撮像条件を知ることができる。ユーザは、撮像条件を変えることで撮像に係る状態が目標を満たせられそうか否かを判断し、その情報に基づいて、保持条件をさらに調整する必要があるか否かを判断することができる。

（変形例６−３）
上述した実施形態では、注目部位への照射回数が撮像条件として算出される。しかし、ＰＡＴ装置が被検体をスキャンして撮像する場合には、注目部位への照射回数（注目部位に関して有効な照射回数）の必要回数が定まるのみであるので、この場合には、注目部位への照射回数から、被検体全体の撮像パラメータを算出すればよい。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１０１ 画像取得部
１０２ 位置取得部
１０３ 条件取得部
１０４ 変形推定部
１０５ 状態推定部

Claims (19)

1. 被検体を撮像した３次元画像を取得する画像取得手段と、
   前記画像取得手段によって取得された３次元画像の注目部位の位置情報を取得する注目部位取得手段と、
   保持部材により前記被検体を保持する保持条件を取得する条件取得手段と、
   前記条件取得手段によって取得された保持条件に基づいて、前記３次元画像において前記被検体の変形を推定する変形推定手段と、
   前記注目部位取得手段によって取得された注目部位の位置情報と、前記変形推定手段によって推定された前記被検体の変形に基づいて、前記注目部位の撮像に係る状態を推定する状態推定手段とを備えることを特徴とする画像撮像装置。
2. 前記状態推定手段が推定する前記注目部位の撮像に係る状態は、前記注目部位の保持状態であることを特徴とする請求項１に記載の画像撮像装置。
3. 前記状態推定手段が推定する前記注目部位の保持状態は、前記注目部位と前記保持部材または前記被検体の体表との距離を含むことを特徴とする請求項２に記載の画像撮像装置。
4. 前記状態推定手段が推定する前記注目部位の保持状態は、前記注目部位にかかる応力を含むことを特徴とする請求項２に記載の画像撮像装置。
5. 前記被検体からの音響信号を受信する受信手段をさらに備え、
   前記状態推定手段が推定する前記注目部位の撮像に係る状態は、前記注目部位で発生して前記受信手段が受信する音響信号の減衰率であることを特徴とする請求項１に記載の画像撮像装置。
6. 前記条件取得手段は、前記被検体が前記保持部材により保持されている状態で前記保持条件を取得することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像撮像装置。
7. 前記状態推定手段によって推定された前記注目部位の撮像に係る状態に基づいて、前記保持条件の良否判定を行う判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像撮像装置。
8. 前記状態推定手段によって推定された前記注目部位の撮像に係る状態に基づいて、推奨する保持条件を算出する算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像撮像装置。
9. 前記条件取得手段は、さらに、前記被検体の撮像条件を取得し、
   前記状態推定手段は、前記条件取得手段によって取得された撮像条件にも基づいて前記注目部位の撮像に係る状態を推定することを特徴とする請求項１に記載の画像撮像装置。
10. 前記被検体に近赤外光を照射する照射手段をさらに備え、
    前記撮像条件は、前記照射手段における照射条件であることを特徴とする請求項９に記載の画像撮像装置。
11. 前記照射条件は、前記照射手段から照射される照射光の照射回数、撮像時間、および／または照射強度であることを特徴とする請求項１０に記載の画像撮像装置。
12. 前記照射条件は、前記照射手段の照射位置であることを特徴とする請求項１０に記載の画像撮像装置。
13. 前記状態推定手段が推定する前記注目部位の撮像に係る状態は、前記照射手段による前記注目部位への照射光の到達量であることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか１項に記載の画像撮像装置。
14. 前記状態推定手段が推定する前記注目部位の撮像に係る状態は、前記注目部位の解像度、若しくはコントラスト情報であることを特徴とする請求項１０〜１３の何れか１項に記載の画像撮像装置。
15. 前記状態推定手段によって推定された前記注目部位の撮像に係る状態に基づいて、前記保持条件および／または前記撮像条件の良否判定を行う判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項９〜１４の何れか１項に記載の画像撮像装置。
16. 前記状態推定手段によって推定された前記注目部位の撮像に係る状態に基づいて、推奨する保持条件および／または撮像条件を算出する算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項９〜１４の何れか１項に記載の画像撮像装置。
17. 被検体を撮像した３次元画像を取得する画像取得工程と、
    前記画像取得工程において取得された３次元画像の注目部位の位置情報を取得する注目部位取得工程と、
    保持部材により前記被検体を保持する保持条件を取得する条件取得工程と、
    前記条件取得工程において取得された保持条件に基づいて、前記３次元画像において前記被検体の変形を推定する変形推定工程と、
    前記注目部位取得工程において取得された注目部位の位置情報と、前記変形推定工程において推定された前記被検体の変形に基づいて、前記注目部位の撮像に係る状態を推定する推定工程とを備えることを特徴とする画像撮像方法。
18. 被検体を撮像した３次元画像を取得する画像取得工程と、
    前記画像取得工程において取得された３次元画像の注目部位の位置情報を取得する注目部位取得工程と、
    保持部材により前記被検体を保持する保持条件と、前記被検体の撮像条件を取得する条件取得工程と、
    前記条件取得工程において取得された保持条件に基づいて、前記３次元画像において前記被検体の変形を推定する変形推定工程と、
    前記注目部位取得工程において取得された注目部位の位置情報と、前記変形推定工程において推定された前記被検体の変形と、前記条件取得工程において取得された撮像条件に基づいて、前記注目部位の撮像に係る状態を推定する推定工程とを備えることを特徴とする画像撮像方法。
19. 請求項１７又は１８に記載された画像撮像方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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