JP2016168089A - Photoacoustic imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光音響画像化装置に関し、特に、光音響波に基づく画像と超音波に基づく画像とを生成する光音響画像化装置に関する。 The present invention relates to a photoacoustic imaging apparatus, and more particularly, to a photoacoustic imaging apparatus that generates an image based on photoacoustic waves and an image based on ultrasonic waves.
従来、光音響波に基づく画像と超音波に基づく画像とを生成する光音響画像化装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, a photoacoustic imaging apparatus that generates an image based on a photoacoustic wave and an image based on an ultrasonic wave is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献１には、光を吸収した測定対象から放出される音響波（光音響波）および測定対象に送信された超音波が測定対象の内部で反射した超音波を受信する複数の受信素子と、受信素子により受信された音響波に基づいて光音響画像を生成するとともに、受信素子により受信された超音波に基づいて超音波画像を生成する演算手段とを備える被検体情報処理装置（光音響画像化装置）が開示されている。この被検体情報処理装置は、１回の音響波の受信と、複数回の超音波の受信とを交互に繰り返しながら、音響波に基づく光音響画像を生成するとともに、超音波に基づく超音波画像を生成するように構成されている。 Patent Document 1 discloses a plurality of receiving elements that receive an acoustic wave (photoacoustic wave) emitted from a measurement target that has absorbed light and an ultrasonic wave reflected inside the measurement target. And an information processing apparatus (light) that includes a photoacoustic image based on the acoustic wave received by the receiving element and a calculation unit that generates an ultrasonic image based on the ultrasonic wave received by the receiving element. An acoustic imaging device) is disclosed. The subject information processing apparatus generates a photoacoustic image based on an acoustic wave while alternately repeating reception of one acoustic wave and reception of a plurality of ultrasonic waves, and an ultrasonic image based on the ultrasonic wave. Is configured to generate
しかしながら、上記特許文献１に記載の被検体情報処理装置では、１回の音響波の受信と複数回の超音波の受信とが交互に行われるため、ノイズを低減するために音響波の信号を平均化処理する場合には、複数の音響波の信号による平均化処理が完了するまでの間に、何度も超音波が受信されてしまう。このため、平均化処理が遅延し、音響波（光音響波）に基づく光音響画像の画像化処理が遅延してしまうという問題点がある。 However, in the subject information processing apparatus described in Patent Document 1, since one acoustic wave reception and a plurality of ultrasonic wave receptions are performed alternately, an acoustic wave signal is used to reduce noise. In the case of the averaging process, ultrasonic waves are received many times before the averaging process using a plurality of acoustic wave signals is completed. For this reason, there is a problem that the averaging process is delayed and the imaging process of the photoacoustic image based on the acoustic wave (photoacoustic wave) is delayed.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、光音響波の検出信号のノイズを低減しながら、光音響波の検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制することが可能な光音響画像化装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to image a photoacoustic wave detection signal while reducing noise in the photoacoustic wave detection signal. It is an object of the present invention to provide a photoacoustic imaging apparatus capable of suppressing processing delay.
この発明の一の局面による光音響画像化装置は、被検体に光を照射する光源部と、被検体に超音波を送信する超音波送信部と、光源部からの光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する光音響波および超音波送信部から送信され被検体内で反射された超音波を検出する検出部と、被検体内の同じ領域に対する光音響波の検出信号を、少なくとも平均化処理の平均化回数分だけ連続で取得し、連続で取得された平均化回数分の光音響波の検出信号を平均化処理して、平均化処理された光音響波に基づく画像を生成するとともに、超音波の検出信号を取得して、超音波に基づく画像を生成する制御を行う制御部、とを備える。 A photoacoustic imaging apparatus according to one aspect of the present invention includes a light source unit that irradiates light to a subject, an ultrasonic transmission unit that transmits ultrasonic waves to the subject, and an inside of the subject that absorbs light from the light source unit A detection unit for detecting a photoacoustic wave generated from an object to be detected and an ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmission unit and reflected in the subject, and a detection signal for the photoacoustic wave for the same region in the subject, at least Averaging is acquired continuously for the number of times of averaging, and the detection signals of the photoacoustic waves for the averaged number of times acquired are averaged to generate an image based on the averaged photoacoustic waves. And a control unit that performs control to acquire an ultrasonic detection signal and generate an image based on the ultrasonic wave.
この発明の一の局面による光音響画像化装置では、上記のように、被検体内の同じ領域に対する光音響波の検出信号を、少なくとも平均化処理の平均化回数分だけ連続で取得し、連続で取得された平均化回数分の光音響波の検出信号を平均化処理して、平均化処理された光音響波に基づく画像を生成するとともに、超音波の検出信号を取得して、超音波に基づく画像を生成する制御を行う制御部を設ける。これにより、平均化処理に要する分の光音響波の検出信号が取得される間に、超音波の検出信号が取得されるのを抑制することができるので、光音響波の検出信号の平均化処理が中断されるのを抑制することができる。その結果、平均化処理により光音響波の検出信号のノイズを低減しながら、光音響波の検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制することができる。 In the photoacoustic imaging apparatus according to one aspect of the present invention, as described above, photoacoustic wave detection signals for the same region in the subject are continuously acquired at least for the number of times of averaging of the averaging process. The average number of photoacoustic wave detection signals acquired in step (1) is averaged to generate an image based on the averaged photoacoustic wave, and an ultrasonic detection signal is acquired to generate an ultrasonic wave. A control unit that performs control to generate an image based on the above is provided. As a result, it is possible to suppress the acquisition of the ultrasonic detection signal while the detection signal of the photoacoustic wave required for the averaging process is acquired. It is possible to suppress the processing from being interrupted. As a result, it is possible to suppress the delay of the imaging process of the photoacoustic wave detection signal while reducing the noise of the photoacoustic wave detection signal by the averaging process.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、光源部は、光源として、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子および有機発光ダイオード素子のうち少なくとも１つを含む。ここで、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光源として用いる場合には、固体レーザ光源を用いる場合と比べて、光源から照射される光の出力が小さくなるため、検出される光音響波の検出信号の信号強度が小さくなる。この場合、Ｓ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を向上させるため、光音響波の検出信号の平均化処理を行う必要性が高い。したがって、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光源として用いる場合に、光音響波の検出信号の平均化処理が中断されるのを抑制して、光音響波の検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制することができるという本発明は特に有効である。 In the photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect, the light source section preferably includes at least one of a light emitting diode element, a semiconductor laser element, and an organic light emitting diode element as a light source. Here, when a light-emitting diode element, a semiconductor laser element, or an organic light-emitting diode element is used as a light source, the output of light emitted from the light source is smaller than when a solid-state laser light source is used. The signal intensity of the acoustic wave detection signal is reduced. In this case, in order to improve the S / N ratio (signal / noise ratio), it is highly necessary to perform an averaging process on the photoacoustic wave detection signal. Therefore, when a light-emitting diode element, a semiconductor laser element or an organic light-emitting diode element is used as a light source, it is possible to suppress the interruption of the averaging process of the photoacoustic wave detection signal and to image the photoacoustic wave detection signal. The present invention that can prevent the processing from being delayed is particularly effective.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、制御部は、光音響波の検出信号を、平均化処理の平均化回数の整数倍の数と略同じ数分だけ連続で取得するとともに、平均化回数分の光音響波の検出信号毎に光音響波の検出信号を平均化処理して、平均化処理された光音響波に基づく画像を生成する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、平均化回数の整数倍の数と略同じ数の光音響波の検出信号を連続で取得することによって、１または複数回の平均化処理に必要な分だけ光音響波の検出信号を取得することができる。その結果、１または複数回の平均化処理において、光音響波の検出信号の平均化処理が中断されるのを確実に抑制することができる。 In the photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect, preferably, the control unit continuously acquires the detection signal of the photoacoustic wave by approximately the same number as the integer multiple of the averaging number of the averaging process. The detection signal of the photoacoustic wave is averaged for each photoacoustic wave detection signal for the number of times of averaging, and control is performed to generate an image based on the averaged photoacoustic wave. . According to this configuration, photoacoustic waves corresponding to one or a plurality of times of averaging processing are obtained by continuously obtaining substantially the same number of photoacoustic wave detection signals as an integral multiple of the number of times of averaging. Detection signals can be obtained. As a result, it is possible to reliably suppress interruption of the averaging process of the photoacoustic wave detection signal in one or more averaging processes.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、制御部は、光音響波の検出信号を、少なくとも平均化処理の平均化回数分だけ連続で取得した後、超音波の検出信号を、少なくとも１フレームの画像の生成に必要な数分だけ取得するように構成されている。このように構成すれば、超音波の検出信号の画像化処理が中断されるのを抑制することができるので、光音響波の検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制するのに加えて、超音波の検出信号の画像化処理が遅延してしまうことも抑制することができる。 In the photoacoustic imaging device according to the above aspect, preferably, the control unit continuously acquires the photoacoustic wave detection signal by at least the averaging process equal to the number of times of averaging processing, and then acquires the ultrasonic detection signal. It is configured to acquire as many images as necessary for generating an image of at least one frame. With this configuration, it is possible to suppress the interruption of the imaging process of the ultrasonic detection signal, and thus to suppress the delay of the imaging process of the photoacoustic wave detection signal. In addition, it is possible to prevent the imaging processing of the ultrasonic detection signal from being delayed.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、光音響波の検出信号は、所定の周波数で検出されるように構成されており、制御部は、隣接する光音響波の検出信号の検出タイミングの間に、超音波の検出信号を取得することにより、光音響波の検出信号が検出される所定の周波数を一定に維持するように構成されている。このように構成すれば、一定に維持された所定の周波数によって、光音響波に基づく画像のフレームレートを一定に維持することができる。 In the photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect, the photoacoustic wave detection signal is preferably configured to be detected at a predetermined frequency, and the control unit is configured to detect the adjacent photoacoustic wave detection signal. By acquiring an ultrasonic detection signal between detection timings, a predetermined frequency at which the photoacoustic wave detection signal is detected is maintained constant. If comprised in this way, the frame rate of the image based on a photoacoustic wave can be maintained constant by the predetermined | prescribed frequency maintained constant.
この場合、好ましくは、制御部は、隣接する光音響波の検出信号の検出タイミングの間に、隣接する光音響波の検出信号の検出タイミングの間に収まる最大の数分だけ、超音波の検出信号を取得するように構成されている。このように構成すれば、光音響波に基づく画像のフレームレートを一定に維持しつつ、可能な限り超音波の検出信号を取得することができるので、超音波に基づく画像の画質を向上させることができる。 In this case, preferably, the control unit detects ultrasonic waves by the maximum number of times that falls between the detection timings of the adjacent photoacoustic wave detection signals during the detection timing of the adjacent photoacoustic wave detection signals. It is configured to acquire a signal. With this configuration, it is possible to acquire ultrasonic detection signals as much as possible while maintaining a constant frame rate of the image based on the photoacoustic wave, thereby improving the image quality of the image based on the ultrasonic wave. Can do.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、平均化処理は、加算平均処理または移動平均処理の少なくとも１つを含む。このように構成すれば、加算平均処理または移動平均処理により、容易に、光音響波の検出信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。 In the photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect, the averaging process preferably includes at least one of an addition averaging process or a moving average process. If comprised in this way, the S / N ratio of the detection signal of a photoacoustic wave can be improved easily by addition average processing or moving average processing.
本発明によれば、上記のように、光音響波の検出信号のノイズを低減しながら、光音響波の検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制す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。 According to the present invention, as described above, the photoacoustic image capable of suppressing the delay of the imaging processing of the photoacoustic wave detection signal while reducing the noise of the photoacoustic wave detection signal. A device can be provided.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
［第１実施形態］
（光音響画像化装置の構成）
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態による光音響画像化装置１００の構成について説明する。
[First Embodiment]
(Configuration of photoacoustic imaging device)
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the photoacoustic imaging device 100 by 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
本発明の第１実施形態による光音響画像化装置１００は、図１および図２に示すように、装置本体部１と、装置本体部１とは別個に設けられるプローブ部２とを備えている。装置本体部１とプローブ部２とは、配線５１と配線５２とを介して接続されている。装置本体部１には、制御部３０と、表示部４０とが設けられている。また、プローブ部２には、光源部１０と、検出部２０とが設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the photoacoustic imaging apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes an apparatus main body 1 and a probe unit 2 provided separately from the apparatus main body 1. . The apparatus main body 1 and the probe unit 2 are connected via a
図１に示すように、光源部１０は、人体などの被検体Ｐに向けて測定のための光を照射するように構成されている。また、図２に示すように、光源部１０は、検出部２０近傍において、検出部２０を挟むように検出部２０の両側に１つずつ配置されている。つまり、２つの光源部１０は、互いに異なる位置で被検体Ｐに向けて光を照射するように構成されている。また、２つの光源部１０は、それぞれ、配線５１を介して装置本体部１に接続されており、配線５１を介して装置本体部１からの電力や制御信号などが供給されるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、２つの光源部１０は、共に、光源基板１１ａと、光源としての光放出半導体素子１１ｂとを有している。光源基板１１ａには、被検体Ｐ側に複数の光放出半導体素子１１ｂがアレイ状に実装されている。また、光源基板１１ａは、制御部３０から出力される制御信号に基づいて、光放出半導体素子１１ｂをパルス発光させるように構成されている。
The two
光放出半導体素子１１ｂは、人体などの被検体Ｐの測定に適した赤外領域の測定波長の光（たとえば、約７００ｎｍ〜約１０００ｎｍに中心波長を有する光）を発生するように構成されている。このような光放出半導体素子１１ｂとしては、たとえば、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用いることが可能である。この場合、比較的小型である光放出半導体素子１１ｂを光源として用いることにより、光源部１０を小型化することができるので、光源としての光放出半導体素子１１ｂが設けられた光源部１０を検出部２０近傍に設けることが可能となる。また、この場合、光源部１０を被検体Ｐに直接的に当接させて光を照射し、光音響波ＡＷの測定を行うことが可能である。これにより、検出部２０とは離間する位置に設けられた光源から検出部２０まで光を導光して被検体Ｐに照射する場合と異なり、被検体Ｐに到達するまでの間に光が減衰するのを抑制することが可能である。なお、光放出半導体素子１１ｂの発生する光の測定波長は、検出を所望する検出対象物Ｑに応じて適宜決定されればよい。また、検出部２０の両側に設けられた光放出半導体素子１１ｂは、互いに異なる測定波長の光を発生するように構成されてもよいし、略同一の測定波長の光を発生するように構成されてもよい。
The light emitting
図１および図２に示すように、検出部２０は、超音波プローブであり、配線５２を介して装置本体部１と接続されている。また、検出部２０は、超音波振動子２０ａを有している。検出部２０では、超音波振動子２０ａは、被検体Ｐに当接する側において複数設けられている。また、複数の超音波振動子２０ａは、アレイ状に配列されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the detection unit 20 is an ultrasonic probe and is connected to the apparatus main body 1 via a
検出部２０は、光源部１０から照射された光を吸収した被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから発生する光音響波ＡＷによって超音波振動子２０ａが振動されることにより、光音響波ＡＷを検出するように構成されている。また、検出部２０は、制御部３０から出力される制御信号に基づいて、超音波振動子２０ａを振動させることにより、被検体Ｐに向けて超音波ＵＷを送信することが可能なように構成されている。また、検出部２０は、超音波振動子２０ａから送信され被検体Ｐ内で反射された超音波ＵＷによって超音波振動子２０ａが振動されることにより、超音波ＵＷを検出するように構成されている。また、検出部２０は、検出された光音響波ＡＷの検出信号および超音波ＵＷの検出信号を、配線５２を介して制御部３０に出力するように構成されている。なお、検出部２０は、本発明の「超音波送信部」の一例である。
The detection unit 20 oscillates the photoacoustic wave AW when the
また、本明細書では、説明の都合上、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑがパルス光を吸収することにより発生する超音波を「光音響波」として、超音波振動子２０ａにより発生されるとともに、被検体Ｐ内で反射される超音波を「超音波」として区別して記載する。
Further, in this specification, for convenience of explanation, an ultrasonic wave generated when the detection object Q in the subject P absorbs pulsed light is referred to as a “photoacoustic wave” and is generated by the
制御部３０は、ＣＰＵ（図示せず）と、ＲＯＭおよびＲＡＭなどの記憶部３０ａとを含み、図１に示すように、検出部２０から出力された検出信号に基づいて、被検体Ｐ内の画像化を行うように構成されている。具体的には、制御部３０は、光音響波ＡＷの検出信号に基づいて光音響波ＡＷに基づく画像（以下、光音響波画像という）を生成するとともに、超音波ＵＷの検出信号に基づいて超音波ＵＷに基づく画像（以下、超音波画像という）を生成するように構成されている。また、制御部３０は、光音響波画像と超音波画像とを合成することにより、被検体Ｐ内の多様な情報を画像化することが可能なように構成されている。たとえば、制御部３０は、光音響波画像と超音波画像とを重畳するように合成することが可能である。なお、光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像の生成の詳細については、後述する。 The control unit 30 includes a CPU (not shown) and a storage unit 30a such as a ROM and a RAM, and as shown in FIG. 1, based on the detection signal output from the detection unit 20, It is configured to perform imaging. Specifically, the control unit 30 generates an image based on the photoacoustic wave AW (hereinafter referred to as a photoacoustic wave image) based on the detection signal of the photoacoustic wave AW, and based on the detection signal of the ultrasonic wave UW. An image based on the ultrasonic wave UW (hereinafter referred to as an ultrasonic image) is generated. The control unit 30 is configured to be able to image various information in the subject P by synthesizing the photoacoustic wave image and the ultrasonic image. For example, the control unit 30 can synthesize a photoacoustic wave image and an ultrasonic image so as to overlap each other. Details of generation of a composite image obtained by combining a photoacoustic wave image and an ultrasonic image will be described later.
図１に示すように、表示部４０は、一般的な液晶方式のモニタなどにより構成されている。また、表示部４０は、画面４０ａを有しており、制御部３０により生成された光音響波画像、超音波画像または光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像などを画面４０ａに表示するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
（光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像の生成）
次に、図３を参照して、光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像の生成に係る制御部３０の制御について説明する。
(Generation of composite image by combining photoacoustic wave image and ultrasonic image)
Next, with reference to FIG. 3, the control of the control unit 30 relating to the generation of a combined image obtained by combining the photoacoustic wave image and the ultrasonic image will be described.
光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像を生成する場合には、図３に示すように、制御部３０（図１参照）は、検出サイクルＡ１で、光音響波ＡＷ（図１参照）の検出信号と、超音波ＵＷ（図１参照）の検出信号とを取得するように構成されている。検出サイクルＡ１は、光音響波検出期間ＣＯと、光音響波検出期間ＣＯと連続する超音波検出期間ＣＢとにより構成されている。 In the case of generating a composite image obtained by combining the photoacoustic wave image and the ultrasonic image, as shown in FIG. 3, the control unit 30 (see FIG. 1) detects the photoacoustic wave AW (see FIG. 1) in the detection cycle A1. Reference) detection signal and ultrasonic UW (see FIG. 1) detection signal. The detection cycle A1 includes a photoacoustic wave detection period CO and an ultrasonic detection period CB that is continuous with the photoacoustic wave detection period CO.
ここで、第１実施形態では、制御部３０は、光音響波検出期間ＣＯの間に、被検体Ｐ内の略同じ領域に対するＮ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮを取得し、Ｎ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮを加算平均処理（単純平均処理）するように構成されている。ここで、数Ｎは、光音響波ＡＷの加算平均処理の平均化回数と同数である。つまり、制御部３０は、光音響波検出期間ＣＯの間に、光音響波ＡＷの検出信号（Ｏ１〜ＯＮ）を、加算平均処理の平均化回数Ｎの分（平均化回数の等倍分）だけ連続で取得し、連続で取得された平均化回数Ｎ分の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮを加算平均処理するように構成されている。なお、この際取得される光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮの各々は、共に、複数の超音波振動子２０ａの全てで受信された検出信号である。つまり、Ｎ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮの各々は、共に、略同じ条件で得られた検出信号（被検体Ｐ内の略同じ領域に対する検出信号）であるので、加算平均処理による平均化処理を行い、Ｓ／Ｎ比を向上させることが可能となる。また、加算平均処理は、本発明の「平均化処理」の一例である。
Here, in 1st Embodiment, the control part 30 acquires the detection signals O1-ON of N photoacoustic waves AW with respect to the substantially the same area | region in the subject P during the photoacoustic wave detection period CO, The detection signals O1 to ON of the N photoacoustic waves AW are subjected to addition averaging processing (simple averaging processing). Here, the number N is the same as the number of times of averaging of the photoacoustic wave AW. In other words, during the photoacoustic wave detection period CO, the control unit 30 applies the detection signal (O1 to ON) of the photoacoustic wave AW to the number of averaging times N of the averaging process (equal times the number of averaging times). The detection signals O1 to ON of the photoacoustic waves AW corresponding to the averaging number N that are acquired continuously are added and averaged. Note that each of the detection signals O1 to ON of the photoacoustic wave AW acquired at this time is a detection signal received by all of the plurality of
また、光音響波検出期間ＣＯの間、制御部３０は、所定の周波数（サンプリング周波数、たとえば、１ｋＨｚ）で、Ｎ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮを取得するように構成されている。言い換えると、制御部３０は、サンプリング周波数のサンプリング周期ＳＯで、Ｎ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮを取得するように構成されている。なお、１回のサンプリング周期ＳＯの間には、光音響波ＡＷの検出信号の取得が行われている時間（ハッチングにより示す）と、光音響波ＡＷの検出信号の取得が行われていない空き時間とが含まれている。 Further, during the photoacoustic wave detection period CO, the control unit 30 is configured to acquire detection signals O1 to ON of N photoacoustic waves AW at a predetermined frequency (sampling frequency, for example, 1 kHz). Yes. In other words, the control unit 30 is configured to acquire the detection signals O1 to ON of the N photoacoustic waves AW at the sampling period SO of the sampling frequency. Note that, during one sampling period SO, the time during which the photoacoustic wave AW detection signal is acquired (shown by hatching) and the time when the photoacoustic wave AW detection signal is not acquired. Includes time and.
また、Ｎ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮを取得するために、制御部３０は、まず、光源部１０に対して制御信号を出力することにより、サンプリング周波数で、被検体Ｐに向けてパルス光を間欠的に光源部１０から照射する制御を行うように構成されている。これにより、光源部１０からの光を吸収した被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから光音響波ＡＷがサンプリング周波数で発生するとともに、発生した光音響波ＡＷが検出部２０によりサンプリング周波数で検出される。その結果、検出された光音響波ＡＷの検出信号が検出部２０からサンプリング周波数で制御部３０に対して出力され、制御部３０により光音響波ＡＷの検出信号がサンプリング周波数で取得される。
In addition, in order to acquire the detection signals O1 to ON of the N photoacoustic waves AW, the control unit 30 first outputs a control signal to the
また、制御部３０は、Ｎ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮが加算平均処理された光音響波ＡＷの検出信号に基づいて、光音響波画像を生成するように構成されている。この結果、光音響波検出期間ＣＯの間に、１フレーム分（１枚分）の光音響波画像が生成される。 The control unit 30 is configured to generate a photoacoustic wave image based on the detection signal of the photoacoustic wave AW obtained by performing the averaging process on the detection signals O1 to ON of the N photoacoustic waves AW. . As a result, a photoacoustic wave image for one frame (one frame) is generated during the photoacoustic wave detection period CO.
また、制御部３０は、光音響波検出期間ＣＯの後の超音波検出期間ＣＢの間に、Ｍ個の超音波ＵＷの検出信号Ｂ１〜ＢＭを取得するように構成されている。ここで、数Ｍは、１フレーム（１枚）分の超音波画像の生成に必要な数と同数である。つまり、制御部３０は、超音波検出期間ＣＢの間に、超音波ＵＷの検出信号（Ｂ１〜ＢＭ）を、１フレーム（１枚）の画像の生成に必要な数Ｍ分だけ連続で取得するように構成されている。また、超音波検出期間ＣＢの間、制御部３０は、所定の周波数（サンプリング周波数、たとえば、１０ｋＨｚ）で、Ｍ個の超音波ＵＷの検出信号Ｂ１〜ＢＭを取得するように構成されている。言い換えると、制御部３０は、サンプリング周波数のサンプリング周期ＳＢで、Ｍ個の超音波ＵＷの検出信号Ｂ１〜ＢＭを取得するように構成されている。 Further, the control unit 30 is configured to acquire the detection signals B1 to BM of the M ultrasonic waves UW during the ultrasonic detection period CB after the photoacoustic wave detection period CO. Here, the number M is the same as the number necessary for generating an ultrasonic image for one frame (one frame). In other words, during the ultrasonic detection period CB, the control unit 30 continuously acquires the ultrasonic UW detection signals (B1 to BM) by the number M necessary for generating one frame (one image). It is configured as follows. Further, during the ultrasonic detection period CB, the control unit 30 is configured to acquire detection signals B1 to BM of M ultrasonic waves UW at a predetermined frequency (sampling frequency, for example, 10 kHz). In other words, the control unit 30 is configured to acquire the detection signals B1 to BM of the M ultrasonic waves UW at the sampling period SB of the sampling frequency.
また、Ｍ個の超音波ＵＷの検出信号Ｂ１〜ＢＭを取得するために、制御部３０は、まず、検出部２０に対して制御信号を出力することにより、サンプリング周波数で、被検体Ｐに向けて超音波ＵＷを間欠的に送信する制御を行うように構成されている。これにより、検出部２０から送信され被検体Ｐ内で反射された超音波ＵＷがサンプリング周波数で検出され、検出された超音波ＵＷの検出信号が検出部２０からサンプリング周波数で制御部３０に対して出力され、制御部３０により超音波ＵＷの検出信号がサンプリング周波数で取得される。 In addition, in order to acquire the detection signals B1 to BM of the M ultrasonic waves UW, the control unit 30 first outputs a control signal to the detection unit 20, thereby directing the subject P at the sampling frequency. Thus, the control is performed to intermittently transmit the ultrasonic wave UW. Thereby, the ultrasonic wave UW transmitted from the detection unit 20 and reflected in the subject P is detected at the sampling frequency, and the detection signal of the detected ultrasonic wave UW is transmitted from the detection unit 20 to the control unit 30 at the sampling frequency. Then, the detection signal of the ultrasonic wave UW is acquired by the control unit 30 at the sampling frequency.
また、制御部３０は、取得されたＭ個の超音波ＵＷの検出信号Ｂ１〜ＢＭに基づいて、超音波画像を生成するように構成されている。この結果、超音波検出期間ＣＢの間に、１フレーム分（１枚分）の超音波画像が生成される。 The control unit 30 is configured to generate an ultrasonic image based on the acquired detection signals B1 to BM of the M ultrasonic waves UW. As a result, one frame (one sheet) of ultrasonic images is generated during the ultrasonic detection period CB.
また、１回の検出サイクルＡ１が完了した時点で、光音響波画像と超音波画像が１フレーム分（１枚分）ずつ生成されているので、制御部３０は、生成された光音響波画像と超音波画像とを重畳するように合成し、合成画像を生成するとともに、生成された合成画像を表示部４０の画面４０ａに表示させる制御を行うように構成されている。その後、検出サイクルＡ１が繰り返されるので、検出サイクルＡ１毎に、新たな光音響波画像と新たな超音波画像とが生成される。その結果、生成された新たな光音響波画像と新たな超音波画像とに基づいて、随時、合成画像が更新される。合成画像の更新は、光音響波画像または超音波画像のいずれかが生成されたタイミングで行われてもよいし、光音響波画像および超音波画像の両方が揃ったタイミングで行われてもよい。
In addition, since the photoacoustic wave image and the ultrasonic image are generated for each frame (one frame) at the time when one detection cycle A1 is completed, the control unit 30 generates the generated photoacoustic wave image. And the ultrasonic image are superimposed so as to be superimposed to generate a composite image, and control is performed to display the generated composite image on the
（具体的な数値に基づく検出サイクルの説明）
次に、再び図３を参照して、具体的な数値に基づいて、検出サイクルＡ１を説明する。なお、以下の説明に用いられる数値などの条件は一例であり、これらの条件に限定されるものではない。ここでは、光音響波ＡＷの加算平均処理の平均化回数Ｎを１００とし、超音波画像の１フレームの画像の生成に必要な超音波ＵＷの検出信号の数Ｍを１００とした場合を例に説明する。また、画像化のための測定深さを被検体Ｐ内の表面から１０ｃｍの深さとし、光音響波ＡＷのサンプリング周波数を１ｋＨｚとし、被検体Ｐ内の音速を１５３０ｍ／ｓとした場合を例に説明する。
(Explanation of detection cycle based on specific numerical values)
Next, referring to FIG. 3 again, the detection cycle A1 will be described based on specific numerical values. In addition, conditions, such as a numerical value used for the following description, are examples, and are not limited to these conditions. Here, an example in which the averaging number N of the averaging process of the photoacoustic wave AW is 100 and the number M of ultrasonic UW detection signals necessary for generating an image of one frame of the ultrasonic image is 100 is taken as an example. explain. Further, the case where the measurement depth for imaging is 10 cm from the surface in the subject P, the sampling frequency of the photoacoustic wave AW is 1 kHz, and the speed of sound in the subject P is 1530 m / s is taken as an example. explain.
この場合、超音波ＵＷが被検体Ｐ内の表面から１０ｃｍの深さの位置の往復にかかる時間は、約０．１３ｍｓ（＝（０．１／１５３０）×１０００×２）となる。これにより、超音波ＵＷのサンプリング周期ＳＢが、約０．１３ｍｓとなる。また、超音波画像の１フレームの画像の生成に必要な超音波ＵＷの検出信号の数が１００であるので、超音波検出期間ＣＢは、約１３ｍｓ（＝０．１３×１００）となる。
In this case, the time taken for the ultrasonic wave UW to reciprocate at a
また、光音響波ＡＷのサンプリング周波数が１ｋＨｚであるので、光音響波ＡＷのサンプリング周期ＳＯは、１ｍｓ（＝１／１０００×１０００）となる。また、光音響波ＡＷの加算平均処理の平均化回数Ｎが１００であるので、光音響波検出期間ＣＯは、１００ｍｓ（＝１×１００）となる。また、検出サイクルＡ１の時間は、光音響波検出期間ＣＯと光音響波検出期間ＣＯの後の超音波検出期間ＣＢとの合計であるので、約１１３ｍｓ（＝１００＋１３）となる。この場合、約１１３ｍｓ毎に、合成画像のうち光音響波画像または超音波画像の少なくともいずれかが更新される。なお、図３では、便宜上、図面上の時間の長さと上記例示した時間の長さとが必ずしも対応していない。 Further, since the sampling frequency of the photoacoustic wave AW is 1 kHz, the sampling period SO of the photoacoustic wave AW is 1 ms (= 1/1000 × 1000). Further, since the averaging number N of the averaging process of the photoacoustic wave AW is 100, the photoacoustic wave detection period CO is 100 ms (= 1 × 100). The time of the detection cycle A1 is about 113 ms (= 100 + 13) because it is the sum of the photoacoustic wave detection period CO and the ultrasonic detection period CB after the photoacoustic wave detection period CO. In this case, at least one of the photoacoustic wave image and the ultrasonic image in the synthesized image is updated about every 113 ms. In FIG. 3, for the sake of convenience, the length of time on the drawing does not necessarily correspond to the length of time exemplified above.
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 1st Embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
第１実施形態では、上記のように、被検体Ｐ内の同じ領域に対する光音響波ＡＷの検出信号を、加算平均処理の平均化回数Ｎ分だけ連続で取得し、連続で取得された平均化回数Ｎ分の光音響波ＡＷの検出信号を加算平均処理して、加算平均処理された光音響波画像を生成するとともに、超音波ＵＷの検出信号を取得して、超音波画像を生成する制御を行う制御部３０を設ける。これにより、加算平均処理に要するＮ個分の光音響波ＡＷの検出信号が取得される間に、超音波ＵＷの検出信号が取得されるのを抑制することができるので、光音響波ＡＷの検出信号の加算平均処理が中断されるのを抑制することができる。その結果、加算平均処理により光音響波ＡＷの検出信号のノイズを低減しながら、光音響波ＡＷの検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制することができる。 In the first embodiment, as described above, the detection signal of the photoacoustic wave AW for the same region in the subject P is continuously acquired for the averaging number N of the averaging process, and the averaging is continuously acquired. A control for generating the ultrasonic image by obtaining the detection signal of the ultrasonic wave UW while generating the photoacoustic wave image subjected to the addition average process by adding and averaging the detection signals of the photoacoustic wave AW for N times. The control part 30 which performs is provided. Thereby, it is possible to suppress the acquisition of the detection signal of the ultrasonic wave UW while the detection signals of the N photoacoustic waves AW required for the averaging process are acquired. It is possible to suppress interruption of the averaging process of the detection signals. As a result, it is possible to suppress the delay of the imaging process of the photoacoustic wave AW detection signal while reducing the noise of the photoacoustic wave AW detection signal by the averaging process.
また、第１実施形態では、上記のように、光源部１０に、光源（光放出半導体素子１１ｂ）として、光の出力が小さい発光ダイオード素子、半導体レーザ素子および有機発光ダイオード素子のうち少なくとも１つを設けた場合であっても、光音響波ＡＷの検出信号の加算平均処理が中断されるのを抑制して、光音響波ＡＷの検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを有効に抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第１実施形態では、上記のように、光音響波ＡＷの検出信号を、加算平均処理の平均化回数Ｎの等倍の数分だけ連続で取得するとともに、平均化回数Ｎ分の光音響波ＡＷの検出信号毎に光音響波ＡＷの検出信号を加算平均処理して、加算平均処理された光音響波画像を生成する制御を行うように制御部３０を構成する。これにより、平均化回数の等倍の数の光音響波ＡＷの検出信号を連続で取得することによって、１回の加算平均処理に必要な分だけ光音響波ＡＷの検出信号を取得することができる。その結果、１回の加算平均処理において、光音響波ＡＷの検出信号の加算平均処理が中断されるのを確実に抑制することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the detection signal of the photoacoustic wave AW is continuously acquired by a number equal to the number N of averaging times of the averaging process, and the light for the number of averaging times N is obtained. The control unit 30 is configured to perform control for adding and averaging the detection signal of the photoacoustic wave AW for each detection signal of the acoustic wave AW and generating a photoacoustic wave image subjected to the addition and averaging process. As a result, the detection signals of the photoacoustic wave AW can be acquired by the amount required for one addition averaging process by continuously acquiring the detection signals of the photoacoustic wave AW having the same number of times of averaging. it can. As a result, it is possible to reliably suppress interruption of the averaging process of the detection signal of the photoacoustic wave AW in one averaging process.
また、第１実施形態では、上記のように、光音響波ＡＷの検出信号を、加算平均処理の平均化回数Ｎ分だけ連続で取得した後、超音波ＵＷの検出信号を、１フレームの画像の生成に必要な数Ｍ分だけ連続で取得するように制御部３０を構成する。これにより、超音波ＵＷの検出信号の画像化処理が中断されるのを抑制することができるので、光音響波ＡＷの検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制するのに加えて、超音波ＵＷの検出信号の画像化処理が遅延してしまうことも抑制することができる。 In the first embodiment, as described above, after the detection signal of the photoacoustic wave AW is continuously acquired for the averaging number N times of the averaging process, the detection signal of the ultrasonic wave UW is obtained as an image of one frame. The control unit 30 is configured so as to continuously acquire the number M necessary for the generation. As a result, it is possible to prevent the imaging process of the detection signal of the ultrasonic wave UW from being interrupted. In addition to suppressing the imaging process of the detection signal of the photoacoustic wave AW from being delayed. Further, it is possible to suppress delay of the imaging process of the detection signal of the ultrasonic wave UW.
また、第１実施形態では、上記のように、平均化処理は、加算平均処理である。これにより、加算平均処理により、容易に、光音響波ＡＷの検出信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。 In the first embodiment, as described above, the averaging process is an averaging process. Thereby, the S / N ratio of the detection signal of the photoacoustic wave AW can be easily improved by the averaging process.
［第２実施形態］
次に、図１、図３および図４を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なる検出サイクルＡ２で光音響波ＡＷおよび超音波ＵＷを検出する例について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 3, and FIG. In the second embodiment, an example in which the photoacoustic wave AW and the ultrasonic wave UW are detected in a detection cycle A2 different from the first embodiment will be described.
（光音響画像化装置の構成）
本発明の第２実施形態による光音響画像化装置２００（図１および図２参照）は、図１に示すように、制御部１３０を備える点で、上記第１実施形態の光音響画像化装置１００とは相違する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
(Configuration of photoacoustic imaging device)
The photoacoustic imaging apparatus 200 (see FIG. 1 and FIG. 2) according to the second embodiment of the present invention includes a control unit 130 as shown in FIG. 100 is different. In addition, about the structure same as the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
（光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像の生成）
次に、図４を参照して、光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像の生成に係る制御部１３０の制御について説明する。
(Generation of composite image by combining photoacoustic wave image and ultrasonic image)
Next, with reference to FIG. 4, control of the control unit 130 related to generation of a combined image obtained by combining a photoacoustic wave image and an ultrasonic image will be described.
第２実施形態では、光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像を生成する場合に、図４に示すように、制御部１３０（図１参照）は、検出サイクルＡ２で、光音響波ＡＷ（図１参照）の検出信号と、超音波ＵＷ（図１参照）の検出信号とを取得するように構成されている。 In the second embodiment, when generating a composite image obtained by combining a photoacoustic wave image and an ultrasonic image, as shown in FIG. 4, the control unit 130 (see FIG. 1) performs photoacoustic in the detection cycle A2. The detection signal of the wave AW (see FIG. 1) and the detection signal of the ultrasonic wave UW (see FIG. 1) are acquired.
具体的には、第２実施形態では、制御部１３０は、１回の検出サイクルＡ２の間に、被検体Ｐ内の略同じ領域に対するＮ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮを、加算平均処理の平均化回数Ｎの分（平均化回数の等倍分）だけ連続で取得し、連続で取得された平均化回数Ｎ分の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮを加算平均処理（単純平均処理）するとともに、加算平均処理されたＮ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮに基づいて、光音響波画像を生成するように構成されている。この結果、１回の検出サイクルＡ２の間に、１フレーム分（１枚分）の光音響波画像が生成される。 Specifically, in the second embodiment, the control unit 130 outputs the detection signals O1 to ON of N photoacoustic waves AW for substantially the same region in the subject P during one detection cycle A2. The averaged number N of the averaging process (same number of times of the averaged number) is continuously acquired, and the detection signals O1 to ON of the photoacoustic waves AW corresponding to the averaged number N are continuously acquired. (Simple averaging process) and a photoacoustic wave image is generated based on the detection signals O1 to ON of the N photoacoustic waves AW subjected to the addition averaging process. As a result, during one detection cycle A2, a photoacoustic wave image for one frame (one sheet) is generated.
ここで、光音響波ＡＷの１回のサンプリング周期ＳＯの間には、光音響波ＡＷの検出信号の取得が行われている時間（ハッチングにより示す）と、光音響波ＡＷの検出信号の取得が行われていない空き時間とが含まれている。 Here, during one sampling period SO of the photoacoustic wave AW, the time during which the detection signal of the photoacoustic wave AW is acquired (indicated by hatching) and the detection signal of the photoacoustic wave AW are acquired. Includes free time and not done.
そこで、第２実施形態では、制御部１３０は、連続で取得された平均化回数Ｎ分の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮのうち最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮの空き時間に、１個の超音波ＵＷの検出信号ＢＡを取得するように構成されている。言い換えると、制御部１３０は、ある検出サイクルＡ２の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮと、次の検出サイクルＡ２の最初の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１との隣接する光音響波ＡＷの検出信号の検出タイミングの間の空き時間に、１個の超音波ＵＷの検出信号ＢＡを取得するように構成されている。なお、超音波ＵＷのサンプリング周期（サンプリング時間）ＳＢは、サンプリング周期ＳＯの空き時間よりも短い。 Therefore, in the second embodiment, the control unit 130 is in the free time of the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW among the detection signals O1 to ON of the photoacoustic wave AW for the averaging number N obtained continuously. The detection signal BA of one ultrasonic wave UW is acquired. In other words, the control unit 130 detects the adjacent photoacoustic wave AW between the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW in a certain detection cycle A2 and the detection signal O1 of the first photoacoustic wave AW in the next detection cycle A2. The detection signal BA of one ultrasonic wave UW is acquired in the idle time between the detection timings of the detection signals. Note that the sampling period (sampling time) SB of the ultrasonic wave UW is shorter than the free time of the sampling period SO.
これにより、光音響波検出期間ＣＯの後に超音波検出期間ＣＢが設けられた上記第１実施形態の検出サイクルＡ１（図３参照）の場合とは異なり、ある検出サイクルＡ２の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮと、次の検出サイクルＡ２の最初の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１との間の時間を、サンプリング周期ＳＯとすることができる。その結果、ある検出サイクルＡ２と次の検出サイクルＡ２との間で、光音響波ＡＷのサンプリング周波数を一定に維持することが可能である。これにより、光音響波画像のフレームレート（光音響波画像を出力する時間間隔）を一定に維持することが可能である。したがって、各検出サイクルＡ２間で、光源部１０により被検体Ｐに向けてパルス光を間欠的に照射する制御を停止させる必要がないので、各検出サイクルＡ２間で継続して光源部１０により被検体Ｐに向けてパルス光を間欠的に照射する制御を行うことが可能である。その結果、光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像を生成する場合における制御部１３０の制御が複雑化するのを抑制することが可能である。
Thus, unlike the detection cycle A1 (see FIG. 3) of the first embodiment in which the ultrasonic detection period CB is provided after the photoacoustic wave detection period CO, the last photoacoustic wave in a certain detection cycle A2 is used. The time between the detection signal ON of AW and the detection signal O1 of the first photoacoustic wave AW in the next detection cycle A2 can be set as the sampling period SO. As a result, the sampling frequency of the photoacoustic wave AW can be kept constant between a certain detection cycle A2 and the next detection cycle A2. Thereby, the frame rate of the photoacoustic wave image (the time interval for outputting the photoacoustic wave image) can be kept constant. Accordingly, since it is not necessary to stop the control of intermittently irradiating the pulsed light toward the subject P by the
また、制御部１３０は、取得された１個の超音波ＵＷの検出信号ＢＡに基づいて、超音波画像を生成するように構成されている。この結果、検出サイクルＡ２の間の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮの空き時間に、１フレーム分（１枚分）の超音波画像が生成される。そして、上記第１実施形態と同様に、制御部１３０は、生成された光音響波画像と超音波画像とを重畳するように合成し、合成画像を生成するとともに、生成された合成画像を表示部４０の画面４０ａに表示させる制御を行うように構成されている。
The control unit 130 is configured to generate an ultrasonic image based on the acquired detection signal BA of one ultrasonic wave UW. As a result, an ultrasonic image for one frame (one sheet) is generated in the idle time of the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW during the detection cycle A2. Then, similarly to the first embodiment, the control unit 130 synthesizes the generated photoacoustic wave image and the ultrasonic image so as to overlap each other, generates a synthesized image, and displays the generated synthesized image. It is comprised so that the control displayed on the
（具体的な数値に基づく検出サイクルの説明）
次に、再び図４を参照して、具体的な数値に基づいて、検出サイクルＡ２を説明する。なお、以下の説明に用いられる数値などの条件は一例であり、これらの条件に限定されるものではない。ここでは、光音響波ＡＷの加算平均処理の平均化回数Ｎを１００とし、画像化のための測定深さを被検体Ｐ内の表面から１０ｃｍの深さとし、光音響波ＡＷのサンプリング周波数を１ｋＨｚとし、被検体Ｐ内の音速を１５３０ｍ／ｓとした場合を例に説明する。
(Explanation of detection cycle based on specific numerical values)
Next, referring to FIG. 4 again, the detection cycle A2 will be described based on specific numerical values. In addition, conditions, such as a numerical value used for the following description, are examples, and are not limited to these conditions. Here, the averaging number N of the averaging process of the photoacoustic wave AW is 100, the measurement depth for imaging is 10 cm from the surface inside the subject P, and the sampling frequency of the photoacoustic wave AW is 1 kHz. A case where the speed of sound in the subject P is 1530 m / s will be described as an example.
この場合、上記第１実施形態と同様に、超音波ＵＷのサンプリング周期（サンプリング時間）ＳＢは、約０．１３ｍｓとなり、光音響波ＡＷのサンプリング周期ＳＯは、１ｍｓとなる。また、被検体Ｐ内の表面から１０ｃｍの深さの位置で発生した光音響波ＡＷが検出部２０に到達するのにかかる時間は、約０．０６５ｍｓ（＝（０．１／１５３０）×１０００）となる。この結果、光音響波ＡＷのサンプリング周期ＳＯの時間のうち空き時間は、０．９３５ｍｓ（＝１−０．０６５）となる。したがって、超音波ＵＷのサンプリング周期（サンプリング時間）ＳＢ＝０．１３ｍｓは、サンプリング周期ＳＯの空き時間＝０．９３５ｍｓよりも短いので、空き時間の間に、超音波ＵＷの検出信号ＢＡを得ることが可能である。また、光音響波ＡＷの加算平均処理の平均化回数Ｎが１００であるので、検出サイクルＡ２の時間は、１００ｍｓ（＝１×１００）となる。この場合、１００ｍｓ毎に、合成画像のうち光音響波画像および超音波画像の両方が更新される。なお、図４では、便宜上、図面上の時間の長さと上記例示した時間の長さとが必ずしも対応していない。 In this case, as in the first embodiment, the sampling period (sampling time) SB of the ultrasonic wave UW is about 0.13 ms, and the sampling period SO of the photoacoustic wave AW is 1 ms. Further, the time taken for the photoacoustic wave AW generated at a depth of 10 cm from the surface in the subject P to reach the detection unit 20 is about 0.065 ms (= (0.1 / 1530) × 1000. ) As a result, the free time in the time of the sampling period SO of the photoacoustic wave AW is 0.935 ms (= 1-0.065). Therefore, since the sampling period (sampling time) SB = 0.13 ms of the ultrasonic wave UW is shorter than the free time = 0.935 ms of the sampling period SO, the detection signal BA of the ultrasonic wave UW is obtained during the free time. Is possible. Further, since the averaging count N of the averaging process of the photoacoustic wave AW is 100, the time of the detection cycle A2 is 100 ms (= 1 × 100). In this case, both the photoacoustic wave image and the ultrasonic image are updated in the composite image every 100 ms. In FIG. 4, for the sake of convenience, the length of time on the drawing does not necessarily correspond to the length of time exemplified above.
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。 In addition, the other structure of 2nd Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment.
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
第２実施形態では、上記のように、被検体Ｐ内の同じ領域に対する光音響波ＡＷの検出信号を、加算平均処理の平均化回数Ｎ分だけ連続で取得し、加算平均処理された光音響波画像を生成するとともに、超音波ＵＷの検出信号を取得して、超音波画像を生成する制御を行う制御部１３０を設ける。これにより、上記第１実施形態と同様に、加算平均処理により光音響波ＡＷの検出信号のノイズを低減しながら、光音響波ＡＷの検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制することができる。 In the second embodiment, as described above, the photoacoustic wave AW detection signal for the same region in the subject P is continuously acquired for the averaging number N times of the averaging process, and the photoacoustic subjected to the averaging process is obtained. A control unit 130 is provided that generates a wave image, acquires a detection signal of the ultrasonic wave UW, and performs control to generate the ultrasonic image. As a result, similarly to the first embodiment, the noise in the detection signal of the photoacoustic wave AW is reduced by the averaging process, and the imaging process of the detection signal of the photoacoustic wave AW is prevented from being delayed. be able to.
また、第２実施形態では、上記のように、サンプリング周波数で定期的に検出されるように光音響波ＡＷの検出信号を構成する。そして、隣接する光音響波ＡＷの検出信号の検出タイミングの間に、超音波ＵＷの検出信号を取得することにより、光音響波ＡＷの検出信号が検出されるサンプリング周波数を一定に維持するように制御部１３０を構成する。これにより、一定に維持されたサンプリング周波数によって、光音響波ＡＷに基づく画像のフレームレートを一定に維持することができる。 In the second embodiment, as described above, the detection signal of the photoacoustic wave AW is configured so as to be periodically detected at the sampling frequency. Then, by acquiring the detection signal of the ultrasonic wave UW during the detection timing of the detection signal of the adjacent photoacoustic wave AW, the sampling frequency at which the detection signal of the photoacoustic wave AW is detected is kept constant. The control unit 130 is configured. Thereby, the frame rate of the image based on the photoacoustic wave AW can be kept constant by the sampling frequency kept constant.
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
［第３実施形態］
次に、図１、図５および図６を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、検出サイクルＡ２の間の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮの空き時間に、１個の超音波ＵＷの検出信号ＢＡを取得した上記第２実施形態とは異なり、検出サイクルＡ３の間の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮの空き時間に、空き時間に収まる最大の数分の超音波ＵＷの検出信号群ＢＢを取得する例について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 5, and FIG. In the third embodiment, unlike the second embodiment in which the detection signal BA of one ultrasonic wave UW is acquired in the idle time of the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW during the detection cycle A2, An example in which the detection signal group BB of the maximum number of ultrasonic waves UW that can be accommodated in the idle time is acquired in the idle time of the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW during the detection cycle A3 will be described.
（光音響画像化装置の構成）
本発明の第３実施形態による光音響画像化装置３００（図１および図２参照）は、図１に示すように、制御部２３０を備える点で、上記第２実施形態の光音響画像化装置２００とは相違する。なお、上記第２実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
(Configuration of photoacoustic imaging device)
The photoacoustic imaging apparatus 300 (refer FIG. 1 and FIG. 2) by 3rd Embodiment of this invention is a point provided with the control part 230, as shown in FIG. 1, and the photoacoustic imaging apparatus of the said 2nd Embodiment. It is different from 200. In addition, about the structure same as the said 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
（光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像の生成）
次に、図５および図６を参照して、光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像の生成に係る制御部２３０の制御について説明する。
(Generation of composite image by combining photoacoustic wave image and ultrasonic image)
Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, control of the control unit 230 related to generation of a combined image obtained by combining a photoacoustic wave image and an ultrasonic image will be described.
第３実施形態では、光音響波画像と超音波画像とを合成した合成画像を生成する場合には、図５に示すように、制御部２３０（図１参照）は、検出サイクルＡ３で、光音響波ＡＷ（図１参照）の検出信号と、超音波ＵＷ（図１参照）の検出信号とを取得するように構成されている。なお、音響波ＡＷの検出信号の取得と、光音響波ＡＷに基づく光音響波画像の生成との制御部２３０による制御は、上記第２実施形態の制御部１３０と略同様であるので、詳細な説明は省略する。 In the third embodiment, when generating a composite image obtained by combining a photoacoustic wave image and an ultrasonic image, as shown in FIG. 5, the control unit 230 (see FIG. 1) performs light detection in the detection cycle A3. The detection signal of the acoustic wave AW (see FIG. 1) and the detection signal of the ultrasonic wave UW (see FIG. 1) are acquired. The control by the control unit 230 for acquiring the detection signal of the acoustic wave AW and generating the photoacoustic wave image based on the photoacoustic wave AW is substantially the same as that of the control unit 130 of the second embodiment. The detailed explanation is omitted.
第３実施形態では、制御部２３０は、連続で取得された平均化回数Ｎ分の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮのうち最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮの空き時間に、空き時間に収まる最大の数分の超音波ＵＷの検出信号群ＢＢを取得するように構成されている。言い換えると、制御部２３０は、ある検出サイクルＡ３の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮと、次の検出サイクルＡ３の最初の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１との隣接する光音響波ＡＷの検出信号の検出タイミングの間の空き時間に、空き時間に収まる最大の数分だけ、超音波ＵＷの検出信号を取得するように構成されている。なお、超音波ＵＷのサンプリング周期ＳＢは、サンプリング周期ＳＯの空き時間よりも短い。 In 3rd Embodiment, the control part 230 is empty in the free time of the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW among the detection signals O1-ON of the photoacoustic wave AW for the averaging frequency | count N acquired continuously continuously. The maximum number of ultrasonic UW detection signal groups BB that can be accommodated in time are acquired. In other words, the controller 230 detects the adjacent photoacoustic wave AW between the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW in a certain detection cycle A3 and the detection signal O1 of the first photoacoustic wave AW in the next detection cycle A3. In the idle time between detection timings of the detection signals, the ultrasonic UW detection signal is acquired for the maximum number of times that can be accommodated in the idle time. Note that the sampling period SB of the ultrasonic wave UW is shorter than the free time of the sampling period SO.
たとえば、画像化のための測定深さを被検体Ｐ内の表面から１０ｃｍの深さとし、光音響波ＡＷのサンプリング周波数を１ｋＨｚとし、被検体Ｐ内の音速を１５３０ｍ／ｓとした場合には、超音波ＵＷのサンプリング周期ＳＢは、約０．１３ｍｓとなり、光音響波ＡＷのサンプリング周期ＳＯは、１ｍｓとなる。また、光音響波ＡＷのサンプリング周期ＳＯの時間のうち空き時間は、０．９３５ｍｓ（１−０．０６５）となる。したがって、超音波ＵＷのサンプリング周期ＳＢ＝０．１３ｍｓは、サンプリング周期ＳＯの空き時間＝０．９３５ｍｓよりも短い。ここで、空き時間は、｛０．１３×７＝０．９１ｍｓ＜空き時間＝０．９３５ｍｓ＜０．１３×８＝１．０４ｍｓ｝の関係を満たすので、図６に示すように、空き時間の間に、最大で７つの超音波ＵＷの検出信号ＢＢ１〜ＢＢ７からなる検出信号群ＢＢを得ることが可能である。なお、図５および６では、便宜上、図面上の時間の長さと上記例示した時間の長さとが必ずしも対応していない。また、以上の説明に用いた数値などの条件は一例であり、これらの条件に限定されるものではない。 For example, when the measurement depth for imaging is 10 cm from the surface in the subject P, the sampling frequency of the photoacoustic wave AW is 1 kHz, and the sound velocity in the subject P is 1530 m / s, The sampling period SB of the ultrasonic wave UW is about 0.13 ms, and the sampling period SO of the photoacoustic wave AW is 1 ms. In addition, the idle time of the sampling period SO of the photoacoustic wave AW is 0.935 ms (1-0.065). Therefore, the sampling period SB = 0.13 ms of the ultrasonic wave UW is shorter than the free time of the sampling period SO = 0.935 ms. Here, since the free time satisfies the relationship {0.13 × 7 = 0.91 ms <free time = 0.935 ms <0.13 × 8 = 1.04 ms}, as shown in FIG. In the meantime, it is possible to obtain a detection signal group BB including the detection signals BB1 to BB7 of seven ultrasonic waves UW at the maximum. 5 and 6, for the sake of convenience, the length of time on the drawing does not necessarily correspond to the length of time exemplified above. The conditions such as numerical values used in the above description are merely examples, and are not limited to these conditions.
また、制御部２３０は、取得された超音波ＵＷの検出信号群ＢＢに基づいて、超音波画像を生成するように構成されている。この結果、検出サイクルＡ３の間の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮの空き時間に、１フレーム分（１枚分）の超音波画像が生成される。そして、上記第１および第２実施形態と同様に、制御部２３０は、生成された光音響波画像と超音波画像とを重畳するように合成し、合成画像を生成するとともに、生成された合成画像を表示部４０の画面４０ａに表示させる制御を行うように構成されている。
The control unit 230 is configured to generate an ultrasound image based on the acquired detection signal group BB of the ultrasound UW. As a result, an ultrasonic image for one frame (one sheet) is generated in the idle time of the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW during the detection cycle A3. Then, similarly to the first and second embodiments, the control unit 230 combines the generated photoacoustic wave image and the ultrasonic image so as to overlap each other, generates a combined image, and generates the combined image. Control is performed to display an image on the
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。 The remaining configuration of the third embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the third embodiment)
In the third embodiment, the following effects can be obtained.
第３実施形態では、上記のように、被検体Ｐ内の同じ領域に対する光音響波ＡＷの検出信号を、加算平均処理の平均化回数Ｎ分だけ連続で取得し、加算平均処理された光音響波画像を生成するとともに、超音波ＵＷの検出信号を取得して、超音波画像を生成する制御を行う制御部２３０を設ける。これにより、上記第１実施形態と同様に、加算平均処理により光音響波ＡＷの検出信号のノイズを低減しながら、光音響波ＡＷの検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制することができる。 In the third embodiment, as described above, the photoacoustic wave AW detection signal for the same region in the subject P is continuously acquired for the averaging number N times of the averaging process, and the photoacoustic subjected to the averaging process is obtained. A control unit 230 is provided that generates a wave image, acquires a detection signal of the ultrasonic wave UW, and performs control to generate the ultrasonic image. As a result, similarly to the first embodiment, the noise in the detection signal of the photoacoustic wave AW is reduced by the averaging process, and the imaging process of the detection signal of the photoacoustic wave AW is prevented from being delayed. be able to.
また、第３実施形態では、上記のように、隣接する光音響波ＡＷの検出信号の検出タイミングの間に、隣接する光音響波ＡＷの検出信号の検出タイミングの間に収まる最大の数分だけ、超音波ＵＷの検出信号を取得するように制御部２３０を構成する。これにより、光音響波ＡＷに基づく画像のフレームレートを一定に維持しつつ、可能な限り超音波ＵＷの検出信号を取得することができるので、さらに超音波ＵＷに基づく画像の画質を向上させることができる。 Further, in the third embodiment, as described above, only the maximum number that falls within the detection timing of the detection signal of the adjacent photoacoustic wave AW between the detection timings of the detection signal of the adjacent photoacoustic wave AW. The control unit 230 is configured to acquire the detection signal of the ultrasonic wave UW. Thereby, the detection signal of the ultrasonic wave UW can be acquired as much as possible while maintaining the frame rate of the image based on the photoacoustic wave AW, so that the image quality of the image based on the ultrasonic wave UW can be further improved. Can do.
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。 The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
［第４実施形態］
次に、図１および図７を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、光音響波ＡＷの検出信号の平均化処理として加算平均処理を行った上記第１実施形態とは異なり、光音響波ＡＷの検出信号の平均化処理として移動平均処理を行う例について説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 7. In the fourth embodiment, unlike the first embodiment in which the addition averaging process is performed as the averaging process of the detection signal of the photoacoustic wave AW, the moving average process is performed as the averaging process of the detection signal of the photoacoustic wave AW. An example to be performed will be described.
（光音響画像化装置の構成）
本発明の第４実施形態による光音響画像化装置４００（図２参照）は、図１に示すように、制御部３３０を備える点で、上記第１実施形態の光音響画像化装置１００とは相違する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
(Configuration of photoacoustic imaging device)
The photoacoustic imaging apparatus 400 (refer FIG. 2) by 4th Embodiment of this invention is the point provided with the control part 330, as shown in FIG. 1, and the photoacoustic imaging apparatus 100 of the said 1st Embodiment. Is different. In addition, about the structure same as the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
（光音響波画像の生成）
次に、図７を参照して、光音響波画像の生成に係る制御部３３０の制御について説明する。
(Generation of photoacoustic wave image)
Next, the control of the control unit 330 related to the generation of the photoacoustic wave image will be described with reference to FIG.
第４実施形態では、図７に示すように、制御部３３０（図１参照）は、Ｎ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮを、少なくとも移動平均処理の平均化回数１０の数分よりも大きい数（たとえば、１００）分だけ連続で取得し、連続で取得されたＮ個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜ＯＮのうち平均化回数１０分の光音響波ＡＷの検出信号毎に移動平均処理するように構成されている。なお、移動平均処理は、本発明の「平均化処理」の一例である。 In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the control unit 330 (see FIG. 1) outputs the detection signals O <b> 1 to ON of the N photoacoustic waves AW at least for the number of times of averaging 10 of the moving average process. Each of the detection signals of the photoacoustic wave AW that is averaged 10 times among the detection signals O1 to ON of the N photoacoustic waves AW that are continuously acquired by a larger number (for example, 100) than It is configured to perform a moving average process. The moving average process is an example of the “averaging process” in the present invention.
図７では、移動平均処理による平均化処理を模式的に矢印Ｄ１〜Ｄｎにより示している。すなわち、矢印Ｄ１〜Ｄｎは、平均化回数１０回でかつ光音響波ＡＷの検出信号の１個おきに、移動平均処理が行われていることを示している。たとえば、矢印Ｄ１では、光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜Ｏ１０の１０個の検出信号により移動平均処理が行われていることを示している。また、矢印Ｄ２では、検出信号Ｏ１の１個おきの検出信号Ｏ２〜Ｏ１１の１０個の検出信号により移動平均処理が行われていることを示している。また、たとえば、１００個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜Ｏ１００が取得された場合には、最後の矢印Ｄｎは、光音響波ＡＷの検出信号Ｏ９１〜Ｏ１００の１０個の検出信号により移動平均処理が行われていることを示すことになる。この場合、光音響検出期間ＣＯの間に、ｎ＝９１回の移動平均処理が行われるとともに、９１フレーム分（９１枚分）の光音響波画像が、制御部３３０により生成される。なお、移動平均処理の平均化回数およびＮの数は、それぞれ、１０および１００以外の数でもよい。 In FIG. 7, the averaging process by the moving average process is schematically indicated by arrows D1 to Dn. That is, the arrows D1 to Dn indicate that the moving average process is performed every 10 detection signals of the photoacoustic wave AW with the number of times of averaging. For example, the arrow D1 indicates that the moving average process is performed by ten detection signals of the detection signals O1 to O10 of the photoacoustic wave AW. Further, an arrow D2 indicates that the moving average process is performed by ten detection signals of every other detection signal O2 to O11 of the detection signal O1. For example, when 100 photoacoustic wave AW detection signals O1 to O100 are acquired, the last arrow Dn is a moving average based on 10 detection signals O91 to O100 of the photoacoustic wave AW. This indicates that processing is being performed. In this case, n = 91 moving average processes are performed during the photoacoustic detection period CO, and 91 frames (91 frames) of photoacoustic wave images are generated by the controller 330. Note that the number of times of averaging of the moving average process and the number of N may be other than 10 and 100, respectively.
その後、制御部３３０は、上記第１実施形態と同様に、超音波画像を生成するとともに、生成された光音響波画像と超音波画像とを重畳するように合成し、合成画像を生成するとともに、生成された合成画像を表示部４０の画面４０ａに表示させる制御を行うように構成されている。
Thereafter, similarly to the first embodiment, the control unit 330 generates an ultrasonic image, combines the generated photoacoustic wave image and the ultrasonic image so as to overlap, and generates a combined image. The generated composite image is controlled to be displayed on the
なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。 In addition, the other structure of 4th Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment.
（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 4th Embodiment)
In the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
第４実施形態では、上記のように、被検体Ｐ内の同じ領域に対する光音響波ＡＷの検出信号を、少なくとも移動平均処理の平均化回数Ｎ分だけ連続で取得し、移動平均処理された光音響波画像を生成するとともに、超音波ＵＷの検出信号を取得して、超音波画像を生成する制御を行う制御部３３０を設ける。これにより、上記第１実施形態と同様に、移動平均処理により光音響波ＡＷの検出信号のノイズを低減しながら、光音響波ＡＷの検出信号の画像化処理が遅延してしまうのを抑制することができる。 In the fourth embodiment, as described above, the detection signal of the photoacoustic wave AW for the same region in the subject P is obtained continuously for at least the number of times of averaging of the moving average process, and the light subjected to the moving average process While generating an acoustic wave image, the control part 330 which performs the control which acquires the detection signal of the ultrasonic wave UW, and produces | generates an ultrasonic image is provided. As a result, similarly to the first embodiment, the moving average process reduces the noise of the detection signal of the photoacoustic wave AW and suppresses the delay of the imaging process of the detection signal of the photoacoustic wave AW. be able to.
また、第４実施形態では、上記のように、平均化処理は、移動平均処理である。これにより、移動平均処理により、容易に、光音響波ＡＷの検出信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。また、平均化処理として移動平均処理を用いることにより、個々の画像間の動き（差異）を平滑化するように画像を生成することができるので、個々の画像により構成される動画像を滑らかに表示することができる。 In the fourth embodiment, as described above, the averaging process is a moving average process. Thereby, the S / N ratio of the detection signal of the photoacoustic wave AW can be easily improved by the moving average process. Further, by using the moving average process as the averaging process, an image can be generated so as to smooth the motion (difference) between the individual images. Can be displayed.
なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。 The remaining effects of the fourth embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
（第４実施形態の変形例）
次に、図１および図８を参照して、第４実施形態の変形例について説明する。
(Modification of the fourth embodiment)
Next, a modification of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 8.
第４実施形態の変形例では、図８に示すように、光音響画像化装置４００ａ（図１および図２参照）の制御部３３０ａ（図１参照）は、平均化回数１０回でかつ光音響波ＡＷの検出信号の複数（５）個おきに、移動平均処理を行うように構成されている。図８では、移動平均処理による平均化処理を模式的に矢印Ｄ１〜Ｄｎａにより示している。すなわち、矢印Ｄ１〜Ｄｎａは、平均化回数１０回でかつ光音響波ＡＷの検出信号の複数（５）個おきに、移動平均処理が行われていることを示している。たとえば、矢印Ｄ１では、光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜Ｏ１０の１０個の検出信号により移動平均処理が行われていることを示している。また、矢印Ｄ２では、検出信号Ｏ１の５個おきの検出信号Ｏ６〜Ｏ１５の１０個の検出信号により移動平均処理が行われていることを示している。また、たとえば、１００個の光音響波ＡＷの検出信号Ｏ１〜Ｏ１００が取得された場合には、最後の矢印Ｄｎａは、光音響波ＡＷの検出信号Ｏ９１〜Ｏ１００の１０個の検出信号により移動平均処理が行われていることを示すことになる。この場合、光音響検出期間ＣＯの間に、ｎａ＝１９回の移動平均処理が行われるとともに、１９フレーム分（１９枚分）の光音響波画像が、制御部３３０により生成される。その結果、上記第４実施形態の場合と比べて、光音響波画像のフレームレートを低くすることが可能である。なお、移動平均処理の平均化回数およびＮの数は、それぞれ、１０および１００以外の数でもよい。 In the modification of the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, the control unit 330a (see FIG. 1) of the photoacoustic imaging apparatus 400a (see FIG. 1 and FIG. 2) has the number of averaging times of 10 and the photoacoustic image. The moving average processing is performed every plural (5) detection signals of the wave AW. In FIG. 8, the averaging process by the moving average process is schematically indicated by arrows D1 to Dna. That is, the arrows D1 to Dna indicate that the moving average process is performed every 10 times the number of times of averaging and every plural (5) detection signals of the photoacoustic wave AW. For example, the arrow D1 indicates that the moving average process is performed by ten detection signals of the detection signals O1 to O10 of the photoacoustic wave AW. Further, an arrow D2 indicates that the moving average process is performed by ten detection signals of every fifth detection signal O6 to O15 of the detection signal O1. For example, when detection signals O1 to O100 of 100 photoacoustic waves AW are acquired, the last arrow Dna is a moving average based on 10 detection signals of the detection signals O91 to O100 of the photoacoustic waves AW. This indicates that processing is being performed. In this case, na = 19 moving average processes are performed during the photoacoustic detection period CO, and a photoacoustic wave image for 19 frames (19 frames) is generated by the control unit 330. As a result, the frame rate of the photoacoustic wave image can be lowered as compared with the case of the fourth embodiment. Note that the number of times of averaging of the moving average process and the number of N may be other than 10 and 100, respectively.
なお、第４実施形態の変形例のその他の構成および効果は、上記第４実施形態と同様である。 In addition, the other structure and effect of the modification of 4th Embodiment are the same as that of the said 4th Embodiment.
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
(Modification)
In addition, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the scope of claims and all modifications (variants) within the scope.
たとえば、上記第１〜第４実施形態では、超音波ＵＷを送信する機能と、超音波ＵＷを検出する機能との両方を検出部２０が有した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、超音波を送信する機能を有する超音波送信部と、超音波を検出する機能を有する検出部とを別個に設けてもよい。 For example, in the first to fourth embodiments, the example in which the detection unit 20 has both the function of transmitting the ultrasonic wave UW and the function of detecting the ultrasonic wave UW has been described. However, the present invention is not limited to this. I can't. In this invention, you may provide separately the ultrasonic transmission part which has the function to transmit an ultrasonic wave, and the detection part which has the function to detect an ultrasonic wave.
また、上記第１〜第３実施形態では、平均化処理として加算平均処理を用いた例を示し、上記第４実施形態では、平均化処理として移動平均処理を用いたた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、平均化処理として加算平均処理または移動平均処理以外の平均化処理を用いてもよいし、平均化処理として加算平均処理と移動平均処理とを組み合わせて用いてもよい。 Moreover, in the said 1st-3rd Embodiment, although the example which used the addition average process as an averaging process was shown, and the said 4th Embodiment showed the example which used the moving average process as an averaging process, The present invention is not limited to this. In the present invention, averaging processing other than addition averaging processing or moving average processing may be used as averaging processing, or addition averaging processing and moving average processing may be used in combination as averaging processing.
また、上記第１〜第３実施形態では、光音響波ＡＷの検出信号を、加算平均処理の平均化回数Ｎの分（平均化回数の等倍分）だけ連続で取得した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光音響波の検出信号を、加算平均処理の平均化回数の２倍以上の整数倍の数分だけ連続で取得してもよい。この場合、平均化回数分の光音響波の検出信号毎に光音響波の検出信号を平均化処理して、平均化処理された光音響波に基づいて、複数の光音響波画像を生成してもよい。また、本発明では、光音響波の検出信号を、加算平均処理の平均化回数の整数倍の数と略同じ数分だけ連続で取得してもよい。 In the first to third embodiments, the example in which the detection signal of the photoacoustic wave AW is continuously obtained by the number of averaging times N of the averaging process (equal times the number of averaging times) is shown. The present invention is not limited to this. In the present invention, photoacoustic wave detection signals may be continuously acquired by a number equal to an integral multiple of twice or more the averaging number of the averaging process. In this case, a photoacoustic wave detection signal is averaged for each photoacoustic wave detection signal for the number of times of averaging, and a plurality of photoacoustic wave images are generated based on the averaged photoacoustic wave. May be. Further, in the present invention, photoacoustic wave detection signals may be continuously acquired by a number substantially equal to the number of integral multiples of the averaging number of the averaging process.
また、上記第１〜第４実施形態では、超音波ＵＷの検出信号を、１フレーム（１枚）の画像の生成に必要な数分だけ取得した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、超音波の検出信号を、１フレーム（１枚）の画像の生成に必要な数の整数倍か、または、整数倍と略同じ数分だけ取得してもよい。この場合、１フレーム（１枚）の画像の生成に必要な数分の超音波の検出信号毎に、超音波画像を生成してもよい。 In the first to fourth embodiments, the example in which the ultrasonic UW detection signals are acquired by the number required for generating one frame (one image) is shown. However, the present invention is not limited to this. I can't. In the present invention, ultrasonic detection signals may be acquired by an integral multiple of the number necessary for generating an image of one frame (one sheet) or by a number substantially equal to the integral multiple. In this case, an ultrasonic image may be generated for each number of ultrasonic detection signals required for generating one frame (one image).
また、上記第２実施形態では、検出サイクルＡ２の間の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮの空き時間に、１個の超音波ＵＷの検出信号ＢＡを取得した例を示し、上記第３実施形態では、検出サイクルＡ３の間の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮの空き時間に、空き時間に収まる最大の数分の超音波ＵＷの検出信号群ＢＢを取得した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検出サイクルＡ２の間の最後の光音響波ＡＷの検出信号ＯＮの空き時間に、１個から最大の数までの間の数分の複数の超音波の検出信号を取得してもよい。 In the second embodiment, an example is shown in which the detection signal BA of one ultrasonic wave UW is acquired in the idle time of the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW during the detection cycle A2, and the third In the embodiment, the example in which the detection signal group BB of the maximum number of ultrasonic waves UW that fits in the idle time is acquired in the idle time of the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW during the detection cycle A3 is shown. The present invention is not limited to this. In the present invention, even when the detection signal ON of the last photoacoustic wave AW during the detection cycle A2 is idle, a plurality of ultrasonic detection signals for several minutes between one and the maximum number are acquired. Good.
また、上記第１〜第４実施形態では、光源として、光放出半導体素子１１ｂを用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光源として、固体レーザ光源を用いてもよい。
Moreover, although the example which uses the light
１０ 光源部
２０ 検出部（超音波送信部）
３０、１３０、２３０、３３０、３３０ａ 制御部
１００、２００、３００、４００、４００ａ 光音響画像化装置
10 Light Source 20 Detecting Unit (Ultrasonic Transmitter)
30, 130, 230, 330, 330a Control unit 100, 200, 300, 400, 400a Photoacoustic imaging apparatus
Claims (7)
前記被検体に超音波を送信する超音波送信部と、
前記光源部からの光を吸収した前記被検体内の検出対象物から発生する光音響波および前記超音波送信部から送信され前記被検体内で反射された超音波を検出する検出部と、
前記被検体内の同じ領域に対する前記光音響波の検出信号を、少なくとも平均化処理の平均化回数分だけ連続で取得し、連続で取得された平均化回数分の前記光音響波の検出信号を平均化処理して、平均化処理された前記光音響波に基づく画像を生成するとともに、前記超音波の検出信号を取得して、前記超音波に基づく画像を生成する制御を行う制御部、とを備える、光音響画像化装置。 A light source unit for irradiating the subject with light;
An ultrasonic transmitter for transmitting ultrasonic waves to the subject;
A detection unit that detects a photoacoustic wave generated from a detection target in the subject that has absorbed light from the light source unit and an ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmission unit and reflected in the subject;
The photoacoustic wave detection signals for the same region in the subject are continuously acquired at least as many times as the averaging process of the averaging process, and the photoacoustic wave detection signals corresponding to the averaged number of times obtained continuously are obtained. A control unit that performs an averaging process, generates an image based on the photoacoustic wave that has been averaged, obtains the detection signal of the ultrasonic wave, and performs control to generate an image based on the ultrasonic wave; A photoacoustic imaging apparatus.
前記制御部は、隣接する前記光音響波の検出信号の検出タイミングの間に、前記超音波の検出信号を取得することにより、前記光音響波の検出信号が検出される前記所定の周波数を一定に維持するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。 The photoacoustic wave detection signal is configured to be detected at a predetermined frequency,
The control unit obtains the ultrasonic detection signal between detection timings of the adjacent photoacoustic wave detection signals, thereby fixing the predetermined frequency at which the photoacoustic wave detection signals are detected. The photoacoustic imaging apparatus of any one of Claims 1-4 comprised so that it may maintain in.
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| CN108324319A (en) * | 2017-01-19 | 2018-07-27 | 百胜集团 | System and method for undistorted multi-beam ultrasonic reception Wave beam forming |
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2015
- 2015-03-11 JP JP2015048065A patent/JP2016168089A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180049977A (en) * | 2016-11-04 | 2018-05-14 | 서강대학교산학협력단 | System for removing background noise of photo acoustic imaging |
| KR101956308B1 (en) * | 2016-11-04 | 2019-03-08 | 서강대학교산학협력단 | System for removing background noise of photo acoustic imaging |
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