JP2016042923A

JP2016042923A - 光音響画像化装置

Info

Publication number: JP2016042923A
Application number: JP2014167688A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　直人; Naoto Sato; 直人佐藤
Original assignee: Prexion Corp
Current assignee: Prexion Corp
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2016-04-04

Abstract

【課題】被検体の多種多様な情報を得ることが可能な光音響画像化装置を提供する。
【解決手段】光音響画像化装置１は光源２０３と、被検体Ｂに対して光源２０３から光が照射されることにより被検体Ｂの内部で発生した光音響波の検出信号に基づいて画素毎の輝度値を有した光音響画像を生成する画像生成部３０と、光音響画像を表示する画像表示部４０と、画像表示部４０が表示する画像に対して所望の位置を設定するための操作部５０とを備える。画像生成部３０は一時的な光音響画像と、一時的な光音響画像に対して操作部５０を用いて設定された位置における経時変化を表す光音響画像とを生成する。
【選択図】図２

Description

本発明は光音響画像化装置に関する。

従来、被検体としての生体に対して光を照射することによりその生体の内部で発生する光音響波を利用して生体の断層画像を得る光音響画像化装置が提案されている。このような従来の光音響画像化装置が例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された従来の光音響画像化装置は近赤外光付近の波長域を有するパルス光を生体に対して照射する。生体では生体組織がパルス光を吸収し、断熱膨張により弾性波である光音響波が発生する。光音響画像化装置はこの光音響波から生体組織の組成の違いを検出し、画像化する。例えば、光音響画像化装置はヘモグロビンの量や酸化度、脂質量等の違いによって変化する光吸収率に応じて発生する弾性波である光音響波を検出し、断層画像を生成することができる。

特開２０１１−４５５１４号公報

ここで、病変の鑑別診断では、例えば血流の変化や拍動性を観察して悪性度などを判断する指標に使用する。しかしながら、従来の光音響画像化装置から得られる二次元的な断層画像では病変を把握し難いことが課題となっていた。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、被検体の多種多様な情報を得ることが可能な光音響画像化装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の光音響画像化装置は、光源と、被検体に対して前記光源から光が照射されることにより被検体で発生した光音響波の検出信号に基づいて画素毎の輝度値を有した光音響画像を生成する画像生成部と、前記光音響画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部が表示する画像に対して所望の位置を設定するための操作部と、を備え、前記画像生成部が、一時的な前記光音響画像と、一時的な前記光音響画像に対して前記操作部を用いて設定された位置における経時変化を表す前記光音響画像と、を生成する。

この構成によれば、光音響画像化装置は被検体の経時変化に係る画像を画像表示部に表示する。したがって、被検体の時間的な変化を把握することができる。

なお、ここで述べた「操作部」とは、画像表示部の画面上の特定の位置を指示するためにユーザが操作を行う装置を意味する。「操作部」には、例えばキーボードやマウス、トラックボール、タッチパネル、リモートコントローラなどといった操作装置が含まれ、これらに限定されるわけではない。

また、上記構成の光音響画像化装置において、前記画像生成部が、被検体に対して送信されて被検体で反射した超音波の検出信号に基づいて画素毎の輝度値を有した超音波画像を生成するとともに、一時的な前記超音波画像と、一時的な前記超音波画像に対して前記操作部を用いて設定された位置における経時変化を表す前記超音波画像と、を生成し、前記画像表示部が前記超音波画像を表示する。

この構成によれば、光音響画像化装置は超音波を利用して得られる被検体の経時変化に係る画像を画像表示部に表示する。したがって、光音響波を利用して把握できる被検体の時間的な変化に加えて、超音波を利用して被検体の時間的な変化を把握することができる。

また、上記構成の光音響画像化装置において、前記画像生成部が、被検体から得られる生体信号に基づいて生体信号画像を生成し、前記画像表示部が前記生体信号画像を表示する。

この構成によれば、光音響画像化装置は生体信号を検出して得られる被検体の経時変化に係る画像を画像表示部に表示する。したがって、光音響波を利用して把握できる被検体の時間的な変化に加えて、生体信号を利用して被検体の時間的な変化を把握することができる。

また、上記構成の光音響画像化装置において、前記画像生成部が、前記光音響画像に対して前記超音波画像と前記生体信号画像との少なくともひとつを重畳させた重畳画像を生成する。

この構成によれば、光音響画像化装置は例えば光音響画像に対して、同じタイミングで得た超音波画像及び生体信号画像の一方または両方を重ねて画像表示部に表示する。したがって、光音響画像、超音波画像及び生体信号画像のいずれかのみでは把握できなかった情報が把握できるようになる。

また、上記構成の光音響画像化装置において、前記画像生成部が、前記操作部を用いて前記画像表示部の画面上を移動された指示体が静止したことを識別し、前記指示体が静止した位置における経時変化を表す前記光音響画像または前記超音波画像または重畳画像を生成する。

この構成によれば、例えばユーザが指示体によって所望の位置を指示すると自動的に経時変化を表す画像が画像表示部に表示される。したがって、光音響画像化装置の操作性が向上する。

また、上記構成の光音響画像化装置において、前記画像生成部が、前記光音響画像または前記超音波画像または重畳画像のうちいずれかに関して、時間の経過とともに変化する一時的な画像に合わせて順次、一時的な画像の前記操作部を用いて設定された位置に対応する画素を経時変化を表す画像に上書するようにして経時変化を表す画像を更新する。

この構成によれば、画像表示部に表示された経時変化を表す画像が時間の経過とともに自動的に更新される。したがって、被検体の時間的な変化の視認性が向上する。

また、上記構成の光音響画像化装置において、前記画像生成部が、前記光音響画像または前記超音波画像または重畳画像のうちいずれかに関して、一時的な画像と、経時変化を表す画像と、の少なくとも一方が前記画像表示部の画面上に含まれる画像を生成する。

この構成によれば、画像表示部に表示させる画像に関して、被検体の一時的な状態に係る画像と、時間的な変化に係る画像とを任意に選択することができる。さらに、それらを並べて比較することができる。

また、上記構成の光音響画像化装置は、前記光源が発光ダイオード素子または半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子により構成される。

本発明の構成によれば、被検体の多種多様な情報を得ることが可能な光音響画像化装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態の光音響画像化装置の概略外観図である。本発明の第１実施形態の光音響画像化装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１実施形態の光音響画像化装置の超音波プローブの概略正面図である。本発明の第１実施形態の光音響画像化装置の超音波プローブの概略側面図である。本発明の第１実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。本発明の第１実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。本発明の第１実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。本発明の第１実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。本発明の第２実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。本発明の第３実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。本発明の第４実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。本発明の第４実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。本発明の第５実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。本発明の第５実施形態の光音響画像化装置で得られる超音波画像の一例を示す概略図である。本発明の第５実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像と超音波画像との重畳画像の一例を示す概略図である。本発明の第５実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像と超音波画像との重畳画像の一例を示す概略図である。本発明の第６実施形態の光音響画像化装置で得られる光音響画像と超音波画像と生体信号画像との重畳画像の一例を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１７に基づき説明する。

＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態の光音響画像化装置について、図１〜図４を用いて説明する。図１は光音響画像化装置の概略外観図であり、図２は光音響画像化装置の構成を示すブロック図である。図３及び図４は光音響画像化装置の超音波プローブの概略正面図及び側面図である。なお、超音波プローブの説明においては、図３における左右方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向とし、紙面奥行き方向をＺ方向として説明する。

光音響画像化装置１は、図１及び図２に示すように超音波プローブ２０、画像生成部３０、画像表示部４０、操作部５０及び生体信号取得部６０を備える。画像生成部３０、画像表示部４０及び操作部５０は本体筐体２に配置され、超音波プローブ２０及び生体信号取得部６０は本体筐体２に対して離隔されて設けられる。

超音波プローブ２０は通信ケーブル３を介して本体筐体２に接続される。超音波プローブ２０は駆動電源部２０１、光源駆動部２０２、光照射部２０３及び音響電気変換部２０４を備える。

駆動電源部２０１は光源駆動部２０２に対して電力を供給する。光源駆動部２０２は光源駆動回路２０２ａを備え、光照射部２０３の光源２０３ａを駆動する。

光照射部２０３は、図３及び図４に示すように超音波プローブ本体２０ａを挟んで超音波プローブ２０の正面側及び背面側の２箇所に配置される。２箇所の光照射部２０３は各々、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）素子からなる光源２０３ａを備える。超音波プローブ２０の音響電気変換部２０４の箇所を生体である被検体Ｂに接触させたとき、光源２０３ａはその光照射面が被検体Ｂの表面と対向して近接するよう配置される。

光源駆動部２０２の光源駆動回路２０２ａは２個の光源２０３ａに対応して２個設けられる。これにより、光源駆動回路２０２ａは２個の光源２０３ａ各々に対して個別に異なる波長の光を出射するように駆動することができる。なお、光源２０３ａはパルス光を出射する。

光源２０３ａが出射した光を集める集光レンズや、このレンズが集めた光を被検体Ｂに導くための導光部材を設けても良い（いずれも不図示）。光照射部２０３の光源はＬＥＤ素子に限定されるわけではなく、例えば半導体レーザ素子を用いても良い。光照射部２０３の光源として半導体レーザ素子を用いる場合、半導体レーザ素子を超音波プローブ２０の外部に配置し、光照射部２０３までレーザ光を導く光ファイバーを設けても良い。また、光源として有機発光ダイオード素子を用いても良い。

光源として発光ダイオード素子、半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子を利用すれば、光源を超音波プローブ付近に配置することができ、被検体に対する光の出力を高めつつ、超音波プローブの操作性の向上を図ることができる。

音響電気変換部２０４は超音波プローブ本体２０ａの、２箇所の光照射部２０３で挟まれた部分に配置される。音響電気変換部２０４は図３におけるＹ方向に並んだ複数の超音波振動素子２０４ａを備える。超音波振動素子２０４ａは電圧を印加することにより振動して超音波を発生するとともに振動（超音波）が加わることにより電圧を発生する圧電素子からなる。音響電気変換部２０４と被検体Ｂの表面との間には音響インピーダンスの差を調整する調整層（不図示）が介在する。この調整層は超音波振動素子２０４ａから発生した超音波を被検体Ｂの内部に効率良く伝播し、且つ被検体Ｂの内部から発生した超音波（光音響波も含む）を超音波振動素子２０４ａに効率良く伝播する機能を有する。

光照射部２０３から出射されたパルス光は被検体Ｂの内部に散乱しながら入射され、被検体Ｂの内部の光吸収体Ｂ１により吸収される。光吸収体Ｂ１が光を吸収すると、断熱膨張により弾性波である光音響波（超音波）が発生する。発生した光音響波は被検体Ｂの内部を伝播し、超音波振動素子２０４ａにより電圧信号に変換される。このようにして、超音波プローブ２０は生体である被検体Ｂから断層画像に係る情報を取得する。

また、超音波振動素子２０４ａは超音波を発生して被検体Ｂの内部へ超音波を送り、被検体Ｂの内部で反射された超音波を受信して電圧信号に変換することも可能である。すなわち、本実施形態の光音響画像化装置１は光音響波の画像化に加えて、超音波の画像化も可能である。

画像生成部３０は受信回路３０１、Ａ／Ｄコンバータ３０２、受信メモリ３０３、データ処理部３０４、光音響画像再構成部３０５、検波・対数コンバータ３０６、光音響画像構築部３０７、超音波画像再構成部３０８、検波・対数コンバータ３０９、超音波画像構築部３１０、画像合成部３１１、制御部３１２、送信制御回路３１３及び画像メモリ３１４を備える。

受信回路３０１は複数の超音波振動素子２０４ａから一部の超音波振動素子２０４ａを選択し、選択した超音波振動素子２０４ａについて電圧信号（検出信号）を増幅する処理を行う。

光音響画像を生成する場合、例えば複数の超音波振動素子２０４ａを図３におけるＹ方向に隣接する２つの領域に分割し、１回目の光照射のときはそのうち１つの領域を選択し、２回目の光照射のときに残りの１つの領域を選択する。また、超音波画像を生成する場合、例えば複数の超音波振動素子２０４ａのうち一部の隣接する超音波振動素子２０４ａからなるグループを切替えながら超音波を発生させ（所謂リニア電子スキャン）、受信回路３０１でも上記グループを切替えながら選択する。

Ａ／Ｄコンバータ３０２は受信回路３０１が増幅した後の検出信号をデジタル信号に変換する。受信メモリ３０３はＡ／Ｄコンバータ３０２から受信したデジタル信号を保存する。データ処理部３０４は受信メモリ３０３に保存された信号を光音響画像再構成部３０５または超音波画像再構成部３０８へ振り分ける機能を有する。

光音響画像再構成部３０５は光音響波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、光音響波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ３０６は再構成された光音響波のデータについて対数圧縮処理及び包絡線検波処理を行う。光音響画像構築部３０７は検波・対数コンバータ３０６によって処理された後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。すなわち、光音響波の振幅の大きさに応じて、図３におけるＸＹ平面上の画素毎の輝度値データとして光音響画像データ（グレースケール）が生成される。

一方、超音波画像再構成部３０８は超音波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、超音波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ３０９は再構成された超音波のデータについて対数圧縮処理及び包絡線検波処理を行う。超音波画像構築部３１０は検波・対数コンバータ３０９によって処理された後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。すなわち、反射波である超音波の振幅の大きさに応じて、図３におけるＸＹ平面上の画素毎の輝度値データとして超音波画像データ（グレースケール）が生成される。このような超音波送受信による断層画像表示は一般的にＢモード表示と呼ばれる。

画像合成部３１１は上記光音響画像データと上記超音波画像データを合成し、合成画像データを生成する。画像合成については光音響画像と超音波画像とを重畳させても良いし、光音響画像と超音波画像とを並べても良い。画像合成部３１１は光音響画像データ、超音波画像データ及び合成画像データ（重畳画像データ）を画像表示部４０に出力する。なお、生成した画像データを画像メモリ３１４に保存することもできる。

制御部３１２は光源駆動部２０２に波長制御信号を送信する。光源駆動部２０２は波長制御信号を受信すると、２個の光源２０３ａのいずれか一方を選択する。また、制御部３１２は光源駆動部２０２に光トリガー信号を送信する。光源駆動部２０２は光トリガー信号を受信すると、選択した光源２０３ａのいずれかに駆動信号を送信する。

送信制御回路３１３は制御部３１２からの指示により、音響電気変換部２０４に駆動信号を送信して超音波を発生させる。なお、制御部３１２は他にも受信回路３０１等の構成要素を制御する。

ここで、前述のように２個の光源２０３ａ各々は互いに異なる波長の光を出射することができる。波長の設定に関しては画像化の対象にとって吸収率の高い波長を選択すれば良い。例えば、一方の光源２０３ａの波長を血液中の酸化ヘモグロビンに対する吸収率が高い７６０ｎｍとし、他方の光源２０３ａの波長を血液中の還元ヘモグロビンに対する吸収率が高い８５０ｎｍとすれば良い。この場合、例えば一方の光源２０３ａを発光させて被検体Ｂに７６０ｎｍの波長の光を照射すると、被検体Ｂの内部の動脈血管や腫瘍等に含まれる血液中の酸化ヘモグロビンに光が吸収されることで光音響波が発生し、光音響画像構築部３０７において動脈血管や腫瘍等を含む光音響画像が生成される。

画像表示部４０は画像合成部３１１が出力した光音響画像データ、超音波画像データ及び合成画像データ（重畳画像データ）に基づき画像を表示する。

操作部５０は複数の入力キーを備えるとともにユーザからの操作入力を受け付け、その情報を制御部３１２に送信する。操作部５０を用いることにより画像生成部３０に対して動作指令を入力したり、画像表示部４０に表示される画像に対して操作を行ったりすることが可能である。

生体信号取得部６０は被検体Ｂから多種多様な生体信号を取得し、その情報を制御部３１２に送信する。生体信号としては、例えば心電信号や呼吸信号を取得することができる。

続いて、光音響画像化装置１で得ることができる画像について、図５〜図８を用いて詳細に説明する。図５及び図６は光音響画像化装置で得られる一時的な光音響画像の一例を示す概略図であって、被検体の同じ位置を異なるタイミングで画像化した状態を示すものである。図７は一時的な光音響画像の一例を示す概略図であって、カーソルを表示した状態を示すものである。図８は経時変化を表す光音響画像の一例を示す概略図である。なお、図５〜図８は画像表示部４０に表示した画像を示している。

図５及び図６に示すように、被検体Ｂの光吸収体Ｂ２について異なるタイミングで一時的な光音響画像Ｐｔを生成した場合、その大きさや輝度が異なることがある。この場合、光吸収体Ｂ２が周期的に変動しているのか、不規則に変動しているのか、或いは他の部位の挙動に応じて変化しているのかはっきりせず、詳細に解析したいという要求がある。

そこで、図７に示すように、光音響画像化装置１では操作部５０を用いて、画像表示部４０が表示する画像に対して所望の位置を設定するための指示体であるカーソル４１を操作することができる。なお、操作部５０はカーソル４１を移動させるための例えばトラックボール等のポインティングデバイスを備える。カーソル４１は、例えば直線状に延びる。

カーソル４１で一時的な光音響画像Ｐｔを表示する画像表示部４０の画面上の所望の位置を設定すると、画像が図８に示すように切り替わる。このとき、不図示の設定キーにより画像表示部４０の画面上のカーソル４１が指し示す位置を採用して設定することができ、また操作部５０を用いて移動されたカーソル４１が静止したことを識別して自動的に位置を設定することもできる。なお、ここで述べたカーソル４１の静止に関して、カーソル４１が停止してから予め定められた停止時間に達したことを条件として静止が識別され、例えば一瞬の停止を除外することができる。

図８は、縦軸が被検体Ｂの表面からの深さを示し、横軸が時間を示す。図８は経時変化を表す光音響画像Ｐｃの一例であって、右端の画素が表す情報を常に最新時刻における情報として時間の経過とともに左方に流れるように光吸収体Ｂ２の様子が表示される。図８の横軸の１画素あたりの時間を変更することにより、図８に表示された光音響画像Ｐｃの全体としての表示時間（図８の左端から右端までの時間長さ）を変更することが可能である。

また、画像生成部３０は図５〜図７に示す一時的な光音響画像Ｐｔを逐次、画像メモリ３１４に画像データとして保存させることができる。ユーザは操作部５０を用いて適宜、画像メモリ３１４への一時的な光音響画像Ｐｔの保存開始、保存停止を画像生成部３０に指示することができる。一時的な光音響画像Ｐｔを画像メモリ３１４に保存させた後、ユーザがカーソル４１で一時的な光音響画像Ｐｔを表示する画像表示部４０の画面上の所望の位置を設定すると、画像生成部３０は該当位置に対応する経時変化を表す光音響画像Ｐｃを画像メモリ３１４に保存させた一時的な光音響画像Ｐｔを用いて生成する。

また、２個の光源２０３ａ各々が個別に異なる波長の光を出射することができるが、画像生成部３０はそれら異なる波長の光各々に対応する経時変化を表す光音響画像Ｐｃを生成することができる。

上記のように、実施形態の光音響画像化装置１は光源２０３ａと、被検体Ｂに対して光源２０３ａから光が照射されることにより被検体Ｂの内部で発生した光音響波の検出信号に基づいて画素毎の輝度値を有した光音響画像を生成する画像生成部３０と、光音響画像を表示する画像表示部４０と、画像表示部４０が表示する画像に対して所望の位置を設定するためのカーソル４１を操作するための操作部５０と、を備える。画像生成部３０は一時的な光音響画像Ｐｔと、一時的な光音響画像Ｐｔに対してカーソル４１を用いて設定された位置における経時変化を表す光音響画像Ｐｃと、を生成する。これにより、光音響画像化装置１は被検体Ｂの光吸収体Ｂ２の経時変化に係る光音響画像Ｐｃを画像表示部４０に表示することができる。したがって、ユーザは被検体Ｂの光吸収体Ｂ２の時間的な変化を把握することが可能である。

また、画像生成部３０は操作部５０を用いて画像表示部４０の画面上を移動されたカーソル４１が静止したことを識別し、カーソル４１が静止した位置における経時変化を表す光音響画像Ｐｃを生成する。これにより、例えばユーザがカーソル４１によって所望の位置を指示すると自動的に経時変化を表す光音響画像Ｐｃが画像表示部４０に表示される。したがって、光音響画像化装置１の操作性を向上させることが可能である。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の光音響画像化装置について、図９を用いてその構成を説明する。図９は光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第２実施形態の光音響画像化装置１では、図９に示すように光音響画像に関して、画像生成部３０が一時的な光音響画像Ｐｔと、経時変化を表す光音響画像Ｐｃとの双方を同一画面上に含む画像を生成し、画像表示部４０が表示する。なお、図９に示す状態から、一時的な光音響画像Ｐｔの単独表示（図７参照）への変更もできるし、経時変化を表す光音響画像Ｐｃの単独表示（図８参照）への変更もできる。

この構成によれば、画像表示部４０に表示させる画像に関して、被検体Ｂの一時的な状態に係る光音響画像Ｐｔと、時間的な変化に係る光音響画像Ｐｃとを任意に選択することができる。さらに、それらを並べて比較することが可能である。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の光音響画像化装置について、図１０を用いてその構成を説明する。図１０は光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第３実施形態の光音響画像化装置１は、図１０に示すように経時変化を表す光音響画像Ｐｃを表示する画像表示部４０の画面上にスクロールバー４２を表示することができる。画像生成部３０は時間の経過とともに変化する一時的な光音響画像Ｐｔ（図５及び図６参照）に合わせて順次、一時的な光音響画像Ｐｔのカーソル４１で設定された位置に対応する情報（画素）を経時変化を表す光音響画像Ｐｃに上書するようにして光音響画像Ｐｃを更新し、その光音響画像Ｐｃを画像表示部４０の画面上に表示させながらスクロールバー４２を図１０の右方に移動させる。

すなわち、一時的な光音響画像Ｐｔのカーソル４１で設定された位置に対応する情報（画素）に関して、図１０においてスクロールバー４２のすぐ左側には最新の情報が表示され、スクロールバー４２のすぐ右側には一画面分前の情報が表示される。スクロールバー４２が画面の右端まで移動すると、画像生成部３０はスクロールバー４２を左端に戻し、再び時間の経過とともに変化する一時的な光音響画像Ｐｔに合わせてスクロールバー４２を右方に移動させながら経時変化を表す光音響画像Ｐｃを更新しながら、その光音響画像Ｐｃを画像表示部４０に表示させる。

このようにして、画像生成部３０は時間の経過とともに変化する一時的な光音響画像Ｐｔに合わせて順次、一時的な光音響画像Ｐｔのカーソル４１で設定された位置に対応する情報（画素）を経時変化を表す光音響画像Ｐｃに上書するようにして光音響画像Ｐｃを更新する。この構成によれば、画像表示部４０に表示された経時変化を表す光音響画像Ｐｃが時間の経過とともに自動的に更新される。したがって、被検体Ｂの時間的な変化の視認性を向上させることが可能である。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態の光音響画像化装置について、図１１及び図１２を用いてその構成を説明する。図１１は一時的な光音響画像の一例を示す概略図であり、図１２は経時変化を表す光音響画像の一例を示す概略図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第４実施形態の光音響画像化装置１では、図１１に示すように画像表示部４０が表示する画像に対して所望の位置を設定するためのカーソル４１を表示させ、操作することができる。複数の光吸収体Ｂ３、Ｂ４を注目できるように、カーソル４１は図１１における斜め方向に設定することが可能である。図１２は図１１に示したカーソル４１に対応する位置の経時変化を表す光音響画像Ｐｃである。

これにより、例えば複数の光吸収体Ｂ３、Ｂ４のうち一方が拍動性を有し、他方が時間経過に対して不変であることを観察することが可能である。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態の光音響画像化装置について、図１３〜図１６を用いてその構成を説明する。図１３及び図１４は光音響画像化装置で得られる光音響画像の一例を示す概略図及び超音波画像の一例を示す概略図である。図１５及び図１６は光音響画像化装置で得られる光音響画像と超音波画像との重畳画像の例を示す概略図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第５実施形態の光音響画像化装置１は、図１３に示すように経時変化を表す光音響画像Ｐｃを画像表示部４０に表示することができる。光音響画像Ｐｃには光吸収体Ｂ５が表示される。そして、光音響画像化装置１は、図１４に示すように図１３と同じ位置、同じタイミングで得た経時変化を表す超音波画像Ｕｃを生成して、画像表示部４０に表示することができる。超音波画像Ｕｃには超音波反射体Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９が表示される。

超音波画像Ｕｃについては、画像生成部３０が被検体Ｂに対して送信されて被検体Ｂの内部で反射した超音波の検出信号に基づいて画素毎の輝度値を有した超音波画像を生成する。そして、画像生成部３０は一時的な超音波画像と、一時的な超音波画像に対してカーソル４１を用いて設定された位置における経時変化を表す超音波画像Ｕｃとを生成する。このとき、不図示の設定キーにより画像表示部４０の画面上のカーソル４１が指し示す位置を採用して設定することができ、また操作部５０を用いて移動されたカーソル４１が静止したことを識別して自動的に位置を設定することもできる。

これにより、光音響画像化装置１は超音波を利用して得られる被検体Ｂの経時変化に係る画像を画像表示部４０に表示する。したがって、光音響波を利用して把握できる被検体Ｂの時間的な変化に加えて、超音波を利用して被検体Ｂの時間的な変化を把握することができる。

さらに、光音響画像化装置１は、画像生成部３０が経時変化を表す光音響画像と経時変化を表す超音波画像とを重畳させた重畳画像Ｌ１、Ｌ２を生成し、その重畳画像Ｌ１、Ｌ２を画像表示部４０が表示する（図１５及び図１６参照）。図１５に示した重畳画像Ｌ１によれば、超音波反射体Ｂ６、Ｂ７に時間的変化がなく、光吸収体Ｂ５及び超音波反射体Ｂ８、Ｂ９に時間的変化があることが分かる。図１６に示した重畳画像Ｌ２によれば、超音波反射体Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１４に時間的変化がなく、光吸収体Ｂ１０に時間的変化があることが分かる。

このようにして、光音響画像化装置１は光音響画像Ｐｃに対して、同じタイミングで得た超音波画像Ｕｃを重ねて画像表示部４０に表示する。したがって、光音響画像Ｐｃ及び超音波画像Ｕｃの一方のみでは把握できなかった情報が把握できるようになる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態の光音響画像化装置について、図１７を用いてその構成を説明する。図１７は光音響画像化装置で得られる光音響画像と超音波画像と生体信号画像との重畳画像の一例を示す概略図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第６実施形態の光音響画像化装置１は、画像生成部３０が経時変化を表す光音響画像と経時変化を表す超音波画像と経時変化を表す生体信号画像とを重畳させた重畳画像Ｌ３を生成し、その重畳画像Ｌ３を画像表示部４０が表示する（図１７参照）。重畳画像Ｌ３には光吸収体Ｂ１５、超音波反射体Ｂ１６及び生体信号Ｓ１が表示される。生体信号Ｓ１としては、例えば心電信号や呼吸信号を表示することができる。

生体信号画像については、画像生成部３０が被検体Ｂから得られる生体信号に基づいて生体信号画像を生成する。このとき、例えば制御部３１２が生体信号取得部６０から生体信号を受信して生体信号画像データを生成し、その生体信号画像データを画像合成部３１１に送信する。

これにより、光音響画像化装置１は生体信号を検出して得られる被検体Ｂの経時変化に係る画像を画像表示部４０に表示する。したがって、光音響波を利用して把握できる被検体Ｂの時間的な変化に加えて、生体信号を利用して被検体Ｂの時間的な変化を把握することができる。

そして、図１７に示した重畳画像Ｌ３によれば、光吸収体Ｂ１５の時間的変化は生体信号Ｓ１にほぼ同期しており、超音波反射体Ｂ１６の時間的変化は生体信号Ｓ１に同期していないことが分かる。

このようにして、光音響画像化装置１は光音響画像に対して、同じタイミングで得た超音波画像及び生体信号画像の両方を重ねて画像表示部４０に表示する。したがって、光音響画像、超音波画像及び生体信号画像のいずれかのみでは把握できなかった情報が把握できるようになる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、上記実施形態のうちいくつかは組み合わせることができる。第２実施形態では光音響画像に関して一時的な画像と経時変化を表す画像との双方を画像表示部４０の同一画面上に含む画像を生成したが、超音波画像や第５及び第６実施形態で説明した重畳画像に関して一時的な画像と経時変化を表す画像との双方を画像表示部４０の同一画面上に含む画像を生成しても良い。

同様に、第３実施形態では光音響画像に関して時間の経過とともに変化する一時的な画像に合わせて順次、一時的な画像のカーソル４１を用いて設定された位置に対応する画素を経時変化を表す画像に上書するようにして経時変化を表す画像を更新することとしたが、超音波画像や第５及び第６実施形態で説明した重畳画像に関してそのような方法で経時変化を表す画像を更新することにしても良い。

本発明は光音響画像化装置において利用可能である。

１光音響画像化装置
２０超音波プローブ
３０画像生成部
４０画像表示部
４１カーソル（指示体）
５０操作部
６０生体信号取得部
２０３光照射部
２０３ａ光源
Ｂ被検体

Claims

光源と、
被検体に対して前記光源から光が照射されることにより被検体で発生した光音響波の検出信号に基づいて画素毎の輝度値を有した光音響画像を生成する画像生成部と、
前記光音響画像を表示する画像表示部と、
前記画像表示部が表示する画像に対して所望の位置を設定するための操作部と、
を備え、
前記画像生成部が、一時的な前記光音響画像と、一時的な前記光音響画像に対して前記操作部を用いて設定された位置における経時変化を表す前記光音響画像と、を生成する光音響画像化装置。
前記画像生成部が、被検体に対して送信されて被検体で反射した超音波の検出信号に基づいて画素毎の輝度値を有した超音波画像を生成するとともに、一時的な前記超音波画像と、一時的な前記超音波画像に対して前記操作部を用いて設定された位置における経時変化を表す前記超音波画像と、を生成し、前記画像表示部が前記超音波画像を表示する請求項１に記載の光音響画像化装置。
前記画像生成部が、被検体から得られる生体信号に基づいて生体信号画像を生成し、前記画像表示部が前記生体信号画像を表示する請求項１または請求項２に記載の光音響画像化装置。
前記画像生成部が、前記光音響画像に対して前記超音波画像と前記生体信号画像との少なくともひとつを重畳させた重畳画像を生成する請求項２または請求項３に記載の光音響画像化装置。
前記画像生成部が、前記操作部を用いて前記画像表示部の画面上を移動された指示体が静止したことを識別し、前記指示体が静止した位置における経時変化を表す前記光音響画像または前記超音波画像または重畳画像を生成する請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光音響画像化装置。
前記画像生成部が、前記光音響画像または前記超音波画像または重畳画像のうちいずれかに関して、時間の経過とともに変化する一時的な画像に合わせて順次、一時的な画像の前記操作部を用いて設定された位置に対応する画素を経時変化を表す画像に上書するようにして経時変化を表す画像を更新する請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光音響画像化装置。
前記画像生成部が、前記光音響画像または前記超音波画像または重畳画像のうちいずれかに関して、一時的な画像と、経時変化を表す画像と、の少なくとも一方が前記画像表示部の画面上に含まれる画像を生成する請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光音響画像化装置。
前記光源が発光ダイオード素子により構成された請求項１〜請求項７のいずれかに記載の光音響画像化装置。
前記光源が半導体レーザ素子により構成された請求項１〜請求項７のいずれかに記載の光音響画像化装置。
前記光源が有機発光ダイオード素子により構成された請求項１〜請求項７のいずれかに記載の光音響画像化装置。