JP2018061901A - Subject information acquisition device and control method thereof - Google Patents

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Haruo Yoda
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique of, in photoacoustic imaging, obtaining a photoacoustic signal at an interval shorter than an arrangement interval of reception elements.SOLUTION: A subject information acquisition device includes: a probe where a plurality of reception elements, which each receive an acoustic wave generated from a subject irradiated with light from a light source and convert the acoustic wave into an electric signal, are arranged in a first direction; moving means for moving the probe in the first direction; control means for controlling the light source and the moving means; and generation means for generating data on an internal image of the subject on the basis of the electric signal. The control means performs control to irradiate the subject with the light each time the probe is moved by a distance that is (n+1)/k times or (n-1)/k times as long as an arrangement interval of the reception elements, where n is an integer equal to or larger than one and k is an integer equal to or larger than two.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被検体情報取得装置およびその制御方法に関する。   The present invention relates to a subject information acquisition apparatus and a control method thereof.

光音響イメージング法は、パルスレーザなどの光を被検体に照射し、熱膨張によって発生する光音響波を検出して被検体内部の3次元構造を画像化する方法である。光の波長を変化させることによって、血液中のヘモグロビンやグルコースなど、その波長の光を特に吸収する物質の分布を画像化できる。そのため、腫瘍に特徴的な新生血管を非侵襲で検出できるので、乳がんの早期発見の手段として注目されている。   The photoacoustic imaging method is a method of imaging a three-dimensional structure inside a subject by irradiating the subject with light such as a pulse laser and detecting a photoacoustic wave generated by thermal expansion. By changing the wavelength of light, the distribution of substances that particularly absorb light of that wavelength, such as hemoglobin and glucose in blood, can be imaged. Therefore, since neovascularization characteristic of tumor can be detected non-invasively, it has been attracting attention as a means for early detection of breast cancer.

従来、光音響イメージング法の具体的な手順は、例えば特許文献1において次のように開示されている。
(手順1)音響波を電気信号に変換する受信素子が2次元配列されたプローブ(2次元プローブ)を被検体表面に配置し、被検体に単パルスの電磁エネルギーを照射する。
(手順2)電磁エネルギーの照射直後から、各受信素子の受信信号をサンプリングして記憶する。
Conventionally, a specific procedure of the photoacoustic imaging method is disclosed, for example, in Patent Document 1 as follows.
(Procedure 1) A probe (two-dimensional probe) in which receiving elements for converting an acoustic wave into an electric signal are two-dimensionally arranged is arranged on the surface of the subject, and the subject is irradiated with a single pulse of electromagnetic energy.
(Procedure 2) Immediately after electromagnetic energy irradiation, the received signal of each receiving element is sampled and stored.

(手順3)音響波が、被検体内の注目点から各受信素子の位置に達するまでの遅れ時間を計算し、遅れ時間に対応する受信信号を加算して注目点の画像データの強度とする。
(手順4)画像化する注目点ごとに手順3を繰り返す。
(Procedure 3) The delay time until the acoustic wave reaches the position of each receiving element from the point of interest in the subject is calculated, and the reception signal corresponding to the delay time is added to obtain the intensity of the image data of the point of interest. .
(Procedure 4) Procedure 3 is repeated for each attention point to be imaged.

また、特許文献2は、光音響画像と通常の超音波エコー画像の双方を、共通の、受信素子が1次元配列されたプローブ(1次元プローブ)を用いて再構成する方法を開示している。この1次元プローブによって広い範囲の3次元画像を再構成するためには、プローブを、受信素子の配列方向とは直交する方向に機械的に移動させる必要がある。   Patent Document 2 discloses a method for reconstructing both a photoacoustic image and a normal ultrasonic echo image by using a common probe in which receiving elements are one-dimensionally arranged (one-dimensional probe). . In order to reconstruct a wide range of three-dimensional images using this one-dimensional probe, it is necessary to mechanically move the probe in a direction orthogonal to the arrangement direction of the receiving elements.

特表2001−507952号公報JP-T-2001-507952 特開2005−21380号公報JP 2005-21380 A

ここで、光音響イメージング法を用いた3次元再構成画像の品質を向上させるためには、細かい間隔で光音響波を受信し、その光音響波に基づく光音響信号を用いて3次元画像を再構成することが効果的であると知られている。   Here, in order to improve the quality of a three-dimensional reconstructed image using the photoacoustic imaging method, a photoacoustic wave is received at a fine interval, and a three-dimensional image is obtained using a photoacoustic signal based on the photoacoustic wave. Reconstruction is known to be effective.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光音響イメージングにおいて、結果的に受信素子の配列間隔よりも細かい間隔で光音響波を取得するための技術を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for acquiring photoacoustic waves at intervals smaller than the arrangement interval of receiving elements in photoacoustic imaging. is there.

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
光源と、
前記光源からの光を照射された被検体から発生する音響波を受信して電気信号に変換する複数の受信素子が第1の方向に配列されたプローブと、
前記プローブを前記第1の方向に移動させる移動手段と、
前記光源および前記移動手段を制御する制御手段と、
前記受信素子で変換された前記電気信号をデジタル信号に変換するAD変換手段と、
前記AD変換手段で変換された前記デジタル信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記デジタル信号に基づいて前記被検体内部の画像データを生成する生成手段と、
を有し、
前記制御手段は、nを1以上の整数、kを2以上の整数としたとき、前記プローブが前記受信素子の配列間隔の(n+1/k)倍または(n−1/k)倍の距離を移動するごとに、前記光源から光が照射されるように制御を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
The present invention employs the following configuration. That is,
A light source;
A probe in which a plurality of receiving elements that receive an acoustic wave generated from a subject irradiated with light from the light source and convert it into an electrical signal are arranged in a first direction;
Moving means for moving the probe in the first direction;
Control means for controlling the light source and the moving means;
AD conversion means for converting the electrical signal converted by the receiving element into a digital signal;
Storage means for storing the digital signal converted by the AD conversion means;
Generating means for generating image data inside the subject based on the digital signal stored in the storage means;
Have
The control means, when n is an integer greater than or equal to 1 and k is an integer greater than or equal to 2, the probe has a distance of (n + 1 / k) times or (n−1 / k) times the array interval of the receiving elements. The subject information acquiring apparatus is characterized in that control is performed so that light is emitted from the light source each time the light source moves.

本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
超音波送信器と、
前記超音波送信器から被検体に送信されたのち前記被検体から反射したエコー波を受信して電気信号に変換する複数の受信素子が第1の方向に配列されたプローブと、
前記プローブを前記第1の方向に移動させる移動手段と、
前記超音波送信器および前記移動手段を制御する制御手段と、
前記受信素子で変換された前記電気信号をデジタル信号に変換するAD変換手段と、
前記AD変換手段で変換された前記デジタル信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記デジタル信号に基づいて前記被検体内部の画像データを生成する生成手段と、
を有し、
前記制御手段は、nを1以上の整数、kを2以上の整数としたとき、前記プローブが前記受信素子の配列間隔の(n+1/k)倍または(n−1/k)倍の距離を移動するごとに、前記超音波送信器から超音波が送信されるように制御を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
The present invention also employs the following configuration. That is,
An ultrasonic transmitter;
A probe having a plurality of receiving elements arranged in a first direction for receiving an echo wave reflected from the subject after being transmitted from the ultrasonic transmitter to the subject and converting it into an electrical signal;
Moving means for moving the probe in the first direction;
Control means for controlling the ultrasonic transmitter and the moving means;
AD conversion means for converting the electrical signal converted by the receiving element into a digital signal;
Storage means for storing the digital signal converted by the AD conversion means;
Generating means for generating image data inside the subject based on the digital signal stored in the storage means;
Have
The control means, when n is an integer greater than or equal to 1 and k is an integer greater than or equal to 2, the probe has a distance of (n + 1 / k) times or (n−1 / k) times the array interval of the receiving elements. The subject information acquiring apparatus is characterized in that control is performed so that an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic wave transmitter each time it moves.

本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
光源と、複数の受信素子が第1の方向に配列されたプローブと、前記プローブを前記第1の方向に移動させる移動手段と、前記光源および前記移動手段を制御する制御手段と、AD変換手段と、記憶手段と、生成手段と、
を有する被検体情報取得装置の制御方法であって、
前記複数の受信素子が、前記光源からの光を照射された被検体から発生する音響波を受信して電気信号に変換する第1の変換ステップと、
前記AD変換手段が、前記変換ステップで変換された前記電気信号をデジタル信号に変換する第2の変換ステップと、
前記記憶手段が、前記第2の変換ステップで変換された前記デジタル信号を記憶する記憶ステップと、
前記生成手段が、前記記憶ステップで記憶された前記デジタル信号に基づいて前記被検体内部の画像データを生成する生成ステップと、
を有し、
前記第1の変換ステップにおいて、前記制御手段は、nを1以上の整数、kを2以上の整数としたとき、前記プローブが前記受信素子の配列間隔の(n+1/k)倍または(n−1/k)倍の距離を移動するごとに、前記光源から光が照射されるように制御を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置の制御方法である。
The present invention also employs the following configuration. That is,
A light source, a probe having a plurality of receiving elements arranged in a first direction, a moving means for moving the probe in the first direction, a control means for controlling the light source and the moving means, and an AD conversion means Storage means, generation means,
A method for controlling a subject information acquisition apparatus comprising:
A first conversion step in which the plurality of receiving elements receive an acoustic wave generated from a subject irradiated with light from the light source and convert it into an electrical signal;
A second conversion step in which the AD conversion means converts the electrical signal converted in the conversion step into a digital signal;
A storage step in which the storage means stores the digital signal converted in the second conversion step;
A generating step for generating image data inside the subject based on the digital signal stored in the storing step;
Have
In the first conversion step, the control means is configured such that when n is an integer of 1 or more and k is an integer of 2 or more, the probe is (n + 1 / k) times the arrangement interval of the receiving elements or (n− A control method for an object information acquiring apparatus, wherein control is performed so that light is emitted from the light source each time a distance of 1 / k) is moved.

本発明によれば、光音響イメージングにおいて、結果的に受信素子の配列間隔よりも細かい間隔で光音響波を取得するための技術を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique for acquiring a photoacoustic wave with a space | interval finer than the arrangement | positioning space | interval of a receiving element can be provided as a result in photoacoustic imaging.

光音響イメージング装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of a photoacoustic imaging apparatus. 広い領域を機械走査する手順を示す図。The figure which shows the procedure which carries out the mechanical scan of a wide area | region. 光音響信号取得時点の移動台位置の例を示す図。The figure which shows the example of the moving stand position at the time of photoacoustic signal acquisition. 光音響信号取得時点の移動台位置の例を示す別の図。Another figure which shows the example of the moving stand position at the time of photoacoustic signal acquisition. 光音響信号取得時点の移動台位置の例を示す別の図。Another figure which shows the example of the moving stand position at the time of photoacoustic signal acquisition. 光音響信号取得時点の移動台位置の例を示す別の図。Another figure which shows the example of the moving stand position at the time of photoacoustic signal acquisition. 4倍密度で音響信号を入力する時の素子配列数Nと移動間隔を示す表。The table | surface which shows the number of element arrangement | sequences N and a movement space | interval when inputting an acoustic signal by 4 times density. 種々の密度の音響信号を入力する時の移動間隔を示す図。The figure which shows the movement space | interval at the time of inputting the acoustic signal of various densities. 種々の密度の音響信号を入力する時の移動間隔を示す別の図。Another figure which shows the movement interval at the time of inputting the acoustic signal of various densities. 種々の密度の音響信号を入力する時の移動間隔を示す別の図。Another figure which shows the movement interval at the time of inputting the acoustic signal of various densities. 素子数13で種々の密度の音響信号を入力する時の移動間隔を示す表。The table | surface which shows the movement space | interval when inputting the acoustic signal of various densities by the number of elements 13. 同一位置の光音響信号を2回入力する場合の移動間隔を示す図。The figure which shows the movement space | interval when inputting the photoacoustic signal of the same position twice. プローブを円周にそって走査させる例を示す図。The figure which shows the example which scans a probe along the circumference. 超音波を照射する装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the apparatus which irradiates an ultrasonic wave. 移動間隔の計算手順を説明する図。The figure explaining the calculation procedure of a movement interval.

以下に図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳しく説明する。ただし、以下に記載されている詳細な計算式、計算手順などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the detailed calculation formulas, calculation procedures, and the like described below should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions, and the scope of the present invention is limited to the following description. It is not intended.

本発明の被検体情報取得装置は、被検体に光(電磁波)を照射したときに、光音響効果により被検体内で発生し伝播した音響波を受信して、被検体情報を画像データとして取得する装置である。被検体情報取得装置は、被検体内を画像化する光音響イメージング装置として捉えることもできる。このとき取得される被検体情報とは、光照射によって生じた音響波の発生源分布、被検体内の初期音圧分布、あるいは初期音圧分布から導かれる光エネルギー吸収密度分布や吸収係数分布、組織を構成する物質の濃度分布を示す。組織を構成する物質とは、例えば、酸素飽和度分布や酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などの血液成分、あるいは脂肪、コラーゲン、水分などである。   The subject information acquisition apparatus of the present invention receives the acoustic wave generated and propagated in the subject by the photoacoustic effect when the subject is irradiated with light (electromagnetic wave), and acquires subject information as image data. It is a device to do. The object information acquiring apparatus can also be regarded as a photoacoustic imaging apparatus that images the inside of the object. The object information acquired at this time is a source distribution of acoustic waves generated by light irradiation, an initial sound pressure distribution in the object, or a light energy absorption density distribution or an absorption coefficient distribution derived from the initial sound pressure distribution, It shows the concentration distribution of the substances that make up the tissue. The substance constituting the tissue is, for example, a blood component such as an oxygen saturation distribution or an oxidized / reduced hemoglobin concentration distribution, or fat, collagen, moisture, and the like.

本発明はまた、被検体に超音波を送信し、被検体内での反射波(超音波エコー)を受信して画像データを生成する超音波装置にも適用できる。この場合の被検体情報は、音響インピーダンスの違いを示す。   The present invention can also be applied to an ultrasonic device that transmits ultrasonic waves to a subject and receives reflected waves (ultrasonic echoes) in the subject to generate image data. The object information in this case indicates a difference in acoustic impedance.

本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。光音響効果により発生した音響波のことを、光音響波または光超音波と呼ぶ。本発明の装置は、プローブ等の音響波検出器によって被検体内で発生又は反射して伝播した音響波を受信する。
以下の記載では、このような光音響波に由来する電気信号を、光音響信号とも呼ぶ。光音響信号は、プローブの受信素子により光音響波から変換されたアナログ信号や、アナログ信号に増幅やデジタル変換を施して得られたデジタル信号を含む概念である。光音響信号を取得すると言った場合、被検体に光を照射し、発生した光音響波をデジタル信号としてメモリ等に入力することを指す。
The acoustic wave referred to in the present invention is typically an ultrasonic wave and includes an elastic wave called a sound wave or an acoustic wave. An acoustic wave generated by the photoacoustic effect is called a photoacoustic wave or an optical ultrasonic wave. The apparatus of the present invention receives an acoustic wave generated or reflected in a subject by an acoustic wave detector such as a probe and propagated.
In the following description, an electrical signal derived from such a photoacoustic wave is also referred to as a photoacoustic signal. The photoacoustic signal is a concept including an analog signal converted from a photoacoustic wave by a receiving element of the probe and a digital signal obtained by performing amplification or digital conversion on the analog signal. When it is said that the photoacoustic signal is acquired, it means that the subject is irradiated with light and the generated photoacoustic wave is input as a digital signal to a memory or the like.

(画像品質向上の手法)
上述したように、光音響イメージングによる3次元再構成画像の品質を向上させる方法として、結果的に、2次元プローブにおける受信素子の配列間隔よりも細かい間隔で光音響信号を取得し、その光音響信号を用いて3次元画像を再構成することがある。以下に、
配列間隔dの1/4の間隔で信号取得する二つの方法を検討する。
(Image quality improvement technique)
As described above, as a method for improving the quality of a three-dimensional reconstructed image by photoacoustic imaging, as a result, a photoacoustic signal is acquired at an interval smaller than the arrangement interval of receiving elements in the two-dimensional probe, and the photoacoustic signal is obtained. A 3D image may be reconstructed using a signal. less than,
Two methods for acquiring signals at intervals of 1/4 of the array interval d will be considered.

第1の方法は、細かいピッチで光音響信号を取得する第1のステップと、プローブを大きく移動させる第2のステップとを交互に繰り返すことである。第1のステップでは、プローブをd/4ずつ細かく移動させながら、各位置で1回ずつ、すなわち合計で4回、光音響信号を取得する。第2のステップでは、プローブをプローブの幅だけ移動させる。
このようにすれば、プローブの幅より広い検査領域において、通常の4倍の密度で光音響信号を取得できる。しかし、この方法では、第1のステップと第2のステップとでプローブを移動する速度が大きく異なるため、移動速度が頻繁に切り替わる。従って、プローブの制御が困難であり、高速での信号取得は難しい。
The first method is to alternately repeat the first step of acquiring photoacoustic signals at a fine pitch and the second step of moving the probe greatly. In the first step, the photoacoustic signal is acquired once at each position, that is, a total of four times while finely moving the probe by d / 4. In the second step, the probe is moved by the width of the probe.
In this way, a photoacoustic signal can be acquired at a density four times the normal density in an inspection region wider than the width of the probe. However, in this method, since the moving speed of the probe is greatly different between the first step and the second step, the moving speed is frequently switched. Therefore, it is difficult to control the probe, and it is difficult to acquire a signal at high speed.

第2の方法では、検査領域全体の機械走査を4回繰り返す。その際、各回の機械走査の間では、光音響信号の受信位置がd/4ずつずれるようにする。これは例えば、測定開始時のプローブの位置をd/4ずつずらすことで実現できる。それぞれの機械走査においては、プローブが当該プローブの幅だけ移動するごとに、光音響信号を1回取得する。
このようにすれば、プローブを等速移動しながら高速に信号取得できる。しかしこの場合、プローブの折り返しが必要になるなどの理由から、測定全体に要する時間は長くなってしまう。また、d/4だけずれた隣接位置の光音響信号を取得するタイミングが大きく異なるので、生体などの時間的に変動する被検体に関しては、再構成画像の精度が劣化するという問題がある。
In the second method, mechanical scanning of the entire inspection area is repeated four times. At this time, the receiving position of the photoacoustic signal is shifted by d / 4 between each mechanical scanning. This can be realized, for example, by shifting the position of the probe at the start of measurement by d / 4. In each mechanical scan, each time the probe moves by the width of the probe, a photoacoustic signal is acquired once.
In this way, signals can be acquired at high speed while moving the probe at a constant speed. However, in this case, the time required for the entire measurement becomes long because the probe needs to be folded back. In addition, since the timing of acquiring the photoacoustic signals at adjacent positions shifted by d / 4 is greatly different, there is a problem that the accuracy of the reconstructed image is deteriorated with respect to a subject that varies with time, such as a living body.

(本発明のプローブの構成と走査)
本発明では、等間隔に配列された受信素子を含むプローブを、被検体に対して素子の配列方向に連続移動させる。そしてプローブは、連続移動しながら光音響波を受信して光音響信号を取得する。この信号を元に被検体内部の3次元画像が生成される。
なお、前述の特許文献2においても、1次元プローブの連続移動を行っていると推察される。しかし、その移動方向は受信素子の配列方向と直交した方向である点が、本発明と異なる。
(Configuration and scanning of the probe of the present invention)
In the present invention, probes including receiving elements arranged at equal intervals are continuously moved in the element arrangement direction with respect to the subject. And a probe receives a photoacoustic wave, moving continuously, and acquires a photoacoustic signal. A three-dimensional image inside the subject is generated based on this signal.
In the above-described Patent Document 2, it is assumed that the one-dimensional probe is continuously moved. However, it differs from the present invention in that the moving direction is a direction orthogonal to the arrangement direction of the receiving elements.

プローブが連続移動しながら光音響波を受信する場合、受信中にプローブの位置が移動してしまうという問題がある。しかし、光音響波の受信は、光照射後のたかだか50〜100μs程度という、極めて短時間に行われる。一方、高出力のパルスレーザの繰り返し周期は、通常100ms程度の遅い周期に制限される。したがって、受信素子は遅い照射周期にあわせて低速で移動せざるを得ない。そのため、プローブが連続移動しながら光音響波取得する場合であっても、プローブが停止して光音響波取得する場合と、実効的にほとんど位置の差は生じない。
本発明のように、プローブが連続移動しながら光音響波を受信することによって、プローブの移動制御が容易となる上、位置決めのための時間を省略できるので、光音響信号を高速に取得できる。
When the photoacoustic wave is received while the probe continuously moves, there is a problem that the position of the probe moves during reception. However, photoacoustic waves are received in an extremely short time of about 50 to 100 μs after light irradiation. On the other hand, the repetition cycle of a high-power pulse laser is usually limited to a slow cycle of about 100 ms. Therefore, the receiving element has to move at a low speed in accordance with the slow irradiation period. For this reason, even if the photoacoustic wave is acquired while the probe is continuously moving, there is virtually no difference in position from the case where the probe is stopped and the photoacoustic wave is acquired.
As in the present invention, by receiving the photoacoustic wave while the probe continuously moves, the movement of the probe can be easily controlled, and the time for positioning can be omitted, so that the photoacoustic signal can be acquired at high speed.

<実施例1>
図1は、光音響イメージング装置の全体構成である。光音響イメージング装置は、保持板2aおよび2b、移動台3aおよび3b、パルスレーザ光源4、プローブ8、計算機11、レーザ光源制御回路13、移動台制御回路14、AD変換回路15、記憶回路16、画像再構成回路17、表示装置18を含む。測定対象は、保持板2a、2bによって保持される被検体1である。被検体1の中には、ヘモグロビンのような光吸収体である、検出対象6が含まれている。移動台3a上にはパルスレーザ光源4が移動可能に設置される。なお、パルスレーザ光源4を移動させるのではなく、光学系により導かれた光が出射する出射部位を移動させるようにしても構わない。移動台3b上にはプローブ8が移動可能に設置される。
<Example 1>
FIG. 1 shows the overall configuration of the photoacoustic imaging apparatus. The photoacoustic imaging apparatus includes a holding plate 2a and 2b, a moving table 3a and 3b, a pulse laser light source 4, a probe 8, a computer 11, a laser light source control circuit 13, a moving table control circuit 14, an AD conversion circuit 15, a storage circuit 16, An image reconstruction circuit 17 and a display device 18 are included. The measurement target is the subject 1 held by the holding plates 2a and 2b. The subject 1 includes a detection target 6 that is a light absorber such as hemoglobin. A pulse laser light source 4 is movably installed on the moving table 3a. Instead of moving the pulse laser light source 4, the emission part from which the light guided by the optical system is emitted may be moved. A probe 8 is movably installed on the moving table 3b.

パルスレーザ光源4から保持板2aを介して被検体1に照射光5が照射されると、検出対象6が光エネルギーを吸収して膨張し、音響波7(光音響波)が発生する。音響波7の一部は保持板3bを介してプローブ8の受信素子によって受信され、電気信号(光音響信号)に変換される。検出対象6が被検体内部に複数個あれば、それぞれに起因する音響波が重畳されて、プローブ8により受信される。   When the subject 1 is irradiated with the irradiation light 5 from the pulse laser light source 4 through the holding plate 2a, the detection target 6 absorbs light energy and expands, and an acoustic wave 7 (photoacoustic wave) is generated. A part of the acoustic wave 7 is received by the receiving element of the probe 8 through the holding plate 3b and converted into an electric signal (photoacoustic signal). If there are a plurality of detection objects 6 inside the subject, the acoustic wave resulting from each is superimposed and received by the probe 8.

プローブ8の各受信素子で受信された信号は、いったん記憶回路に記憶される。そして、記憶された受信信号を元に被検体内部の検出対象の分布が3次元画像として再構成される。再構成処理には様々な既知の方法(例えば整相加算法)を利用できる。
被検体がプローブの受信素子配列領域よりも大きい場合には、移動台3aおよび3bによって、パルスレーザ光源4とプローブ8とを同期を取って移動させ、各位置で光音響信号を取得する。この場合、光音響信号の取得ごとに部分的な3次元画像を再構成しても良いし、光音響信号を記憶回路に蓄積しておき、測定対象の全域から光音響信号を取得したのち画像再構成しても良い。
The signal received by each receiving element of the probe 8 is temporarily stored in the storage circuit. Then, the distribution of the detection target inside the subject is reconstructed as a three-dimensional image based on the stored received signal. Various known methods (for example, phasing addition method) can be used for the reconstruction process.
When the subject is larger than the receiving element array region of the probe, the pulse laser light source 4 and the probe 8 are moved in synchronization by the moving bases 3a and 3b, and a photoacoustic signal is acquired at each position. In this case, a partial three-dimensional image may be reconstructed every time the photoacoustic signal is acquired, or the photoacoustic signal is accumulated in the storage circuit, and the photoacoustic signal is acquired from the entire measurement target and then the image is acquired. It may be reconfigured.

計算機11は装置全体の制御装置である。計算機11は移動台制御回路14に起動指令を出すと同時にレーザ光源制御回路13を起動する。移動台制御回路14とレーザ光源制御回路13は、移動台3aおよび3bが所定の位置に到達した時点でパルスレーザ光源4が発光するような制御を行う。プローブ8内部のそれぞれの受信素子は、検出対象6から発生した光音響波を受信し、光音響信号9に変換する。光音響信号9はAD変換回路15でデジタル変換された後、記憶回路16に記憶される。計算機11は、本発明の制御手段に相当する。移動台制御回路14は、移動台3a及び3bを制御するものであり、これらを含めて本発明の移動手段に相当する。AD変換回路15は、本発明のAD変換手段に相当する。記憶回路16は、本発明の記憶手段に相当する。   The computer 11 is a control device for the entire apparatus. The computer 11 starts the laser light source control circuit 13 at the same time as issuing a start command to the moving table control circuit 14. The moving table control circuit 14 and the laser light source control circuit 13 perform control so that the pulse laser light source 4 emits light when the moving tables 3a and 3b reach a predetermined position. Each receiving element inside the probe 8 receives a photoacoustic wave generated from the detection target 6 and converts it into a photoacoustic signal 9. The photoacoustic signal 9 is digitally converted by the AD conversion circuit 15 and then stored in the storage circuit 16. The computer 11 corresponds to the control means of the present invention. The moving table control circuit 14 controls the moving tables 3a and 3b, and includes these and corresponds to the moving means of the present invention. The AD conversion circuit 15 corresponds to AD conversion means of the present invention. The storage circuit 16 corresponds to the storage means of the present invention.

記憶回路16に記憶された受信信号は、適切な時点ごとに画像再構成回路17で読みとられ、3次元画像へと再構成処理される。計算機11は画像再構成回路17で再構成された3次元画像データを読み取り、装置の操作者に見やすい形に変形し、画像表示装置18に表示する。画像再構成回路17の再構成処理は、図のように専用の電子回路で実行しても良いし、通常の計算機のソフトウェア処理、あるいは計算機11のソフトウェア処理で実施しても良い。画像再構成回路17は、本発明の生成手段に相当する。画像表示装置18は、本発明の表示手段に相当する。
後述するように、本発明の特徴は光音響信号入力時点の移動台位置と、移動距離の設定にある。これらの設定により、受信素子間隔よりも細かい間隔で、光音響信号を高速に取得できる。
The reception signal stored in the storage circuit 16 is read by the image reconstruction circuit 17 at appropriate time points and reconstructed into a three-dimensional image. The computer 11 reads the three-dimensional image data reconstructed by the image reconstruction circuit 17, transforms it into a form that can be easily seen by the operator of the apparatus, and displays it on the image display device 18. The reconstruction process of the image reconstruction circuit 17 may be executed by a dedicated electronic circuit as shown in the figure, or may be performed by a normal computer software process or a computer 11 software process. The image reconstruction circuit 17 corresponds to the generation unit of the present invention. The image display device 18 corresponds to display means of the present invention.
As will be described later, the feature of the present invention resides in the setting of the moving base position and the moving distance at the time of inputting the photoacoustic signal. With these settings, photoacoustic signals can be acquired at high speed at intervals smaller than the receiving element interval.

図2は、プローブ8の受信素子列のサイズより広い検査領域を機械走査する具体的な手順を示す。図中、検査領域101は複数のストライプ領域102に分割されている。プローブ8は、それぞれのストライプ領域102ごとに連続移動しながら、光音響信号を取得する。これにより、広い検査領域の3次元画像を生成できる。なお、各ストライプ領域102は、Y方向にオーバーラップしていても良い。また、同じストライプ領域102を複数回走査し、加算平均等により各回の再構成画像を平均化することで、SN比を向上させられる。   FIG. 2 shows a specific procedure for mechanically scanning an inspection region wider than the size of the receiving element array of the probe 8. In the figure, the inspection area 101 is divided into a plurality of stripe areas 102. The probe 8 acquires a photoacoustic signal while continuously moving for each stripe region 102. Thereby, a three-dimensional image of a wide inspection area can be generated. Each stripe region 102 may overlap in the Y direction. Further, the S / N ratio can be improved by scanning the same stripe region 102 a plurality of times and averaging the reconstructed images of each time by addition averaging or the like.

図3は、本発明における光音響波取得時点の移動台位置の設定例を具体的に示す。本図では、レーザ発光時点(T=1,2,3,…)ごとの、被検体1に対するプローブ8およびレーザ光源4の位置が示されている。この例でのプローブ8は、5個の受信素子を含んでおり、各素子は距離dずつ等間隔に配列されている。
プローブ8は、レーザ発光ごとに距離(1+1/4)×dだけ移動する。パルスレーザ
の発光周期が一定であれば、移動台の移動速度を一定にできる。このとき、図中に示した有効入力範囲では、配列間隔dの1/4の間隔で、いずれかの受信素子が光音響波を受信できる。言い換えると、プローブを等速で連続移動させているにもかかわらず、結果的に受信素子の配列間隔以下の細かい間隔で光音響信号を取得できる。さらに、等速での移動であれば制御が容易であり、かつ機械的な振動誤差も少なくなるため、SN比の良い光音響信号が取得できる。
FIG. 3 specifically shows a setting example of the moving table position at the time of photoacoustic wave acquisition in the present invention. In this figure, the positions of the probe 8 and the laser light source 4 with respect to the subject 1 are shown for each laser emission time point (T = 1, 2, 3,...). The probe 8 in this example includes five receiving elements, and each element is arranged at equal intervals by a distance d.
The probe 8 moves by a distance (1 + 1/4) × d for each laser emission. If the light emission period of the pulse laser is constant, the moving speed of the moving table can be made constant. At this time, in the effective input range shown in the figure, one of the receiving elements can receive the photoacoustic wave at an interval of 1/4 of the arrangement interval d. In other words, although the probe is continuously moved at a constant speed, as a result, photoacoustic signals can be acquired at a fine interval equal to or smaller than the arrangement interval of the receiving elements. Furthermore, if the movement is performed at a constant speed, the control is easy and the mechanical vibration error is reduced, so that a photoacoustic signal having a good S / N ratio can be acquired.

図4A〜図4Cは、図3とは受信素子数が異なるプローブを用いて、通常の4倍の密度の光音響信号を取得する方法を示す。図4Aでは3素子のプローブを用いる。この場合、レーザ発光ごとに移動する距離を(1−1/4)×dにすることにより、等速の連続移動で通常の4倍の密度の光音響信号を取得できる。図4Bでは7素子のプローブを用いる。この場合、レーザ発光ごとに移動する距離を(2−1/4)×dとする。図4Cでは9素子のプローブを用いる。この場合、レーザ発光ごとに移動する距離を(2+1/4)×dとする。これらの場合でも、上述の場合と同様に、等速で連続移動するプローブを用いて密度の濃い信号取得が実現できる。   4A to 4C show a method of acquiring a photoacoustic signal having a density four times that of a normal one using a probe having a different number of receiving elements from that in FIG. In FIG. 4A, a three-element probe is used. In this case, by setting the moving distance for each laser emission to (1-1 / 4) × d, it is possible to obtain a photoacoustic signal having a density four times as high as that of a normal moving at a constant speed. In FIG. 4B, a seven-element probe is used. In this case, the distance traveled for each laser emission is (2-1 / 4) × d. In FIG. 4C, a 9-element probe is used. In this case, the moving distance for each laser emission is (2 + 1/4) × d. Even in these cases, as in the case described above, it is possible to obtain a dense signal using a probe that continuously moves at a constant speed.

本発明によれば、種々の素子数のプローブを用いて、種々の密度の光音響信号を、一定速度の連続移動で取得できる。図5は、配列素子数Nのプローブを用いて通常の4倍密度で光音響信号を取得する時の、素子配列間隔dを単位とする最適移動間隔と、発光周期あたりの移動距離を具体的に示したものである。なお、光音響信号の取得密度が通常の4倍以外の場合でも、同様の考え方で制御速度と間隔を設計できる。   According to the present invention, photoacoustic signals having various densities can be acquired by continuous movement at a constant speed using probes having various numbers of elements. FIG. 5 specifically shows the optimum movement interval in units of element arrangement interval d and the movement distance per light emission period when a photoacoustic signal is acquired at a normal quadruple density using a probe with N arrangement elements. It is shown in. Even when the photoacoustic signal acquisition density is other than four times the normal density, the control speed and interval can be designed in the same way.

<実施例2>
図6A〜図6Cは、受信素子数が7個のプローブを用いて、種々の密度の光音響信号を取得する方法を示す。図6Aではレーザ発光ごとの移動間隔を(2−1/4)×dとする。この場合、通常の4倍密度の光音響信号を取得できる。図6Bでは移動間隔を(2+1/3)×dとすることで、通常の3倍密度の光音響信号を取得できる。図6Cでは移動間隔を(3+1/2)×dとすることで、通常の2倍密度の光音響信号を取得できる。
このように、移動間隔を、1以上の整数nと2以上の整数kを用いて(n±1/k)×dと表すと、それぞれ一定速度の連続移動方式で、距離d/kの細かい間隔での光音響信号取得が可能になる。整数kは希望する取得密度に応じて定められ、分割数として捉えることもできる。
<Example 2>
6A to 6C show a method of acquiring photoacoustic signals having various densities using a probe having seven receiving elements. In FIG. 6A, the movement interval for each laser emission is (2-1 / 4) × d. In this case, a normal quadruple density photoacoustic signal can be acquired. In FIG. 6B, a normal three-fold density photoacoustic signal can be acquired by setting the movement interval to (2 + 1/3) × d. In FIG. 6C, a normal double-density photoacoustic signal can be acquired by setting the movement interval to (3 + 1/2) × d.
As described above, when the movement interval is expressed as (n ± 1 / k) × d using an integer n of 1 or more and an integer k of 2 or more, the distance d / k is small with a continuous movement method at a constant speed. Photoacoustic signals can be acquired at intervals. The integer k is determined according to the desired acquisition density, and can also be taken as the number of divisions.

<実施例3>
図7は、素子数N=13の時の、分割数kと最適移動間隔、発光周期あたりの移動距離を具体的に示したものである。分割数kが大きければ発光周期あたりの移動距離は低下するが、一定速度で連続移動しながらk倍の密度の光音響信号を取得できる。
本発明を実施するためには、受信素子の配列数Nと、分割数パラメータkから、図5や図7に示した最適移動間隔(n±1/k)を具体的に計算できることが重要である。最適移動間隔(n±1/k)は例えば、図11に示したような手順により計算することができる。図11において、関数Floor[x]は、xを超えない最大整数を求める関数である。
<Example 3>
FIG. 7 specifically shows the division number k, the optimum movement interval, and the movement distance per light emission period when the number of elements N = 13. If the division number k is large, the moving distance per light emission period decreases, but a photoacoustic signal having a density k times higher can be acquired while continuously moving at a constant speed.
In order to implement the present invention, it is important that the optimum movement interval (n ± 1 / k) shown in FIG. 5 and FIG. 7 can be specifically calculated from the number N of receiving elements arranged and the division number parameter k. is there. The optimum movement interval (n ± 1 / k) can be calculated by, for example, a procedure as shown in FIG. In FIG. 11, a function Floor [x] is a function for obtaining a maximum integer not exceeding x.

レーザ発光周期をΔT、プローブの素子配列間隔をdとすると、本発明に関わるプローブの移動速度Vは、以下の式(1)で表すことができる。
V=(最適移動間隔)×d/(ΔT) …(1)
従って、配列素子数Nのプローブ8を用いてk倍の密度の光超音波信号を入力するためには、移動台の移動速度を式(1)の速度Vに設定すれば良いことが分かる。
逆に、分割数kとレーザ発光ごとの移動間隔(n±1/k)とから必要な配列素子数Nを計算することもできる。素子数Nの具体的な計算式は、式(2)で表される。
N=k×(n±1/k) …(2)
従って、希望移動速度Vと分割数kとから式(1)に基づいて移動間隔を計算すれば、その移動間隔を元に式(2)から最小限必要な受信素子配列数Nを容易に求められる。すなわち、式(2)で計算されたN以上の受信素子を配列したプローブであれば、希望移動速度Vと分割数kを実現するように光音響信号を取得可能である。
Assuming that the laser emission cycle is ΔT and the element arrangement interval of the probe is d, the moving speed V of the probe according to the present invention can be expressed by the following equation (1).
V = (optimum movement interval) × d / (ΔT) (1)
Therefore, it can be understood that the moving speed of the moving table may be set to the speed V in the equation (1) in order to input an optical ultrasonic signal having a density of k times using the probe 8 having the number N of array elements.
Conversely, the necessary number N of array elements can be calculated from the division number k and the movement interval (n ± 1 / k) for each laser emission. A specific calculation formula for the number N of elements is expressed by Formula (2).
N = k × (n ± 1 / k) (2)
Therefore, if the movement interval is calculated from the desired movement speed V and the division number k based on the equation (1), the minimum required number N of receiving element arrangements can be easily obtained from the equation (2) based on the movement interval. It is done. That is, a photoacoustic signal can be acquired so as to realize the desired moving speed V and the division number k if the probe has N or more receiving elements calculated by Expression (2).

このことは、次のように言い換えることができる。有効入力範囲を設定するには、プローブの移動距離に応じて、第1の方向において所定以上の数の受信素子が必要となる。プローブが配列間隔dの(n+1/k)倍の距離を移動するごとに光源から光が照射されるような制御がなされる場合、少なくとも(n×k+1)個の素子が必要である。また、プローブが配列間隔dの(n−1/k)倍の距離を移動するごとに光源から光が照射されるような制御がなされる場合、少なくとも(n×k−1)個の受信素子が必要である。これにより、細かい間隔での光音響信号を抜けがないように取得できる。   This can be paraphrased as follows. In order to set the effective input range, a predetermined number or more of receiving elements are required in the first direction according to the moving distance of the probe. When control is performed such that light is emitted from the light source every time the probe moves a distance (n + 1 / k) times the arrangement interval d, at least (n × k + 1) elements are required. Further, when control is performed such that light is emitted from the light source every time the probe moves a distance (n−1 / k) times the arrangement interval d, at least (n × k−1) receiving elements is necessary. Thereby, it is possible to acquire photoacoustic signals at fine intervals so as not to be lost.

<実施例4>
図8は、受信素子数N=10とした場合の信号取得を示す。これは、図3のプローブの2倍の素子数である。このようにすれば、図の有効入力範囲内では、被検体上の同じ位置で発生した光音響波に由来する光音響信号が二つずつ入力されるので、加算平均によりSN比を向上させられる。同様に受信素子の数をM倍にすれば、同じ位置でM個の信号取得が可能となるので、SN比のさらなる向上が可能となる。
<Example 4>
FIG. 8 shows signal acquisition when the number of receiving elements N = 10. This is twice as many elements as the probe of FIG. By doing so, two photoacoustic signals derived from the photoacoustic waves generated at the same position on the subject are input two by two within the effective input range in the figure, so that the SN ratio can be improved by addition averaging. . Similarly, if the number of receiving elements is increased by M times, M signals can be acquired at the same position, so that the SN ratio can be further improved.

<実施例5>
以上の説明では、プローブを、受信素子の配列方向に直線的に機械走査していた。図9は、プローブを円周に沿って機械走査する場合を示す。図9(a)は、円筒状の被検体901の外側に沿って走査する様子を示す。この場合、円筒状被検体を輪切りにするような断層像が生成できる。図9(b)は、被検体902の表面を円形に走査する様子を示す。この場合、紙面の奥行き方向に向かって円筒状の断層像が生成できる。
<Example 5>
In the above description, the probe is mechanically scanned linearly in the arrangement direction of the receiving elements. FIG. 9 shows a case where the probe is mechanically scanned along the circumference. FIG. 9A shows a state of scanning along the outside of the cylindrical subject 901. In this case, it is possible to generate a tomographic image such that the cylindrical subject is cut into a circle. FIG. 9B shows a state where the surface of the subject 902 is scanned in a circle. In this case, a cylindrical tomographic image can be generated in the depth direction of the paper surface.

<変形例>
以上の実施例では、説明を簡単にするため、受信素子を第1の方向に配列した1次元プローブを示した。しかし本発明は、受信素子を2次元的に配列した2次元プローブにも適用できる。この場合、第1の方向に交差する第2の方向(典型的には直交)にも素子が配列される。2次元プローブは、1次元プローブが複数個並列に動作していると考えられる。かかる2次元プローブを用いることで、被検体上の広い領域を高速に走査できる。
更に、2次元プローブを、第2の配列方向に対しても第1の方向と同様に、受信素子配列間隔の(n±1/k)倍ずつ移動させるようにしても良い。このような制御により、第2の方向においても、受信素子配列間隔の1/kの間隔で光音響信号を取得できるようになる。
また、スパース型プローブのように、素子が隣接せず間隔がある場合でも、素子間隔をdとして本発明を適用することに支障はない。
また、光源としては、上述のパルスレーザ装置に限らず、マイクロ波やLED光などを含む電磁波の発生装置を用いてもよい。
<Modification>
In the above embodiments, a one-dimensional probe in which receiving elements are arranged in the first direction is shown for the sake of simplicity. However, the present invention can also be applied to a two-dimensional probe in which receiving elements are two-dimensionally arranged. In this case, elements are also arranged in a second direction (typically orthogonal) that intersects the first direction. A two-dimensional probe is considered that a plurality of one-dimensional probes are operating in parallel. By using such a two-dimensional probe, a wide area on the subject can be scanned at high speed.
Further, the two-dimensional probe may be moved in the second arrangement direction by (n ± 1 / k) times the receiving element arrangement interval as in the first direction. By such control, photoacoustic signals can be acquired at intervals of 1 / k of the receiving element arrangement interval also in the second direction.
Further, even when the elements are not adjacent to each other as in the sparse probe, there is no problem in applying the present invention with the element interval being d.
Further, the light source is not limited to the above-described pulse laser device, and an electromagnetic wave generator including microwaves, LED light, and the like may be used.

<実施例6>
上記各実施例では、プローブは光音響波を受信するものとして構成されていた。しかし、被検体に送信されたのち被検体内で反射した超音波(エコー波)を音源とすることもできる。超音波音源の場合であっても、超音波音源が被検体に固定されていれば、プローブの移動にかかわらず検出対象6からは常に同一のエコー波が発生するので、光音響波の場合と同様に本発明を適用することができる。この場合の超音波音源は単一であっても良いし、同期して動作する複数の音源から構成されていても良い。
また、超音波音源は、プローブの移動方向に平行な平面波を発生するものであれば、移動するプローブに固定されていても良い。この場合でも、プローブの移動にかかわらず、同一地点の受信素子が受信する音響波はほぼ同一となるので、本発明を適用できる。
<Example 6>
In each of the above embodiments, the probe is configured to receive a photoacoustic wave. However, an ultrasonic wave (echo wave) that has been transmitted to the subject and then reflected within the subject can be used as a sound source. Even in the case of an ultrasonic sound source, if the ultrasonic sound source is fixed to the subject, the same echo wave is always generated from the detection target 6 regardless of the movement of the probe. Similarly, the present invention can be applied. In this case, the ultrasonic sound source may be single or may be composed of a plurality of sound sources operating in synchronization.
The ultrasonic sound source may be fixed to the moving probe as long as it generates a plane wave parallel to the moving direction of the probe. Even in this case, the present invention can be applied because the acoustic waves received by the receiving elements at the same point are substantially the same regardless of the movement of the probe.

図10は、本実施例の超音波イメージング装置の構成を示す。図中、符号201は、被検体に対して固定した位置から超音波パルスを発生する超音波送信器である。符号202は、超音波送信器201を駆動する超音波信号発生回路であり、超音波パルスを超音波送信器01から被検体に照射させる。
このように、超音波送信器201が被検体位置に対して固定した位置であれば、被検体1の内部の検出対象6からは常時同じエコー波が発生するので、本発明を適用でき、上述した効果が得られる。
FIG. 10 shows the configuration of the ultrasonic imaging apparatus of the present embodiment. In the figure, reference numeral 201 denotes an ultrasonic transmitter that generates an ultrasonic pulse from a position fixed to the subject. Reference numeral 202 denotes an ultrasonic signal generation circuit that drives the ultrasonic transmitter 201 and irradiates the subject with an ultrasonic pulse from the ultrasonic transmitter 01.
In this way, if the ultrasonic transmitter 201 is a position fixed with respect to the subject position, the same echo wave is always generated from the detection target 6 inside the subject 1, so that the present invention can be applied and described above. Effect.

3a、3b:移動台,4:パルスレーザ光源,5:照射光,7:光音響波,8:プローブ,9:受信電気信号,11:計算機,13:レーザ光源制御回路,14:移動台制御回路,15:AD変換回路,16:記憶回路,17:画像再構成回路   3a, 3b: moving table, 4: pulsed laser light source, 5: irradiated light, 7: photoacoustic wave, 8: probe, 9: received electric signal, 11: computer, 13: laser light source control circuit, 14: moving table control Circuit, 15: AD conversion circuit, 16: storage circuit, 17: image reconstruction circuit

Claims (9)

光源と、
前記光源からの光を照射された被検体から発生する音響波を受信して電気信号に変換する複数の受信素子が第1の方向に配列されたプローブと、
前記プローブを前記第1の方向に移動させる移動手段と、
前記光源および前記移動手段を制御する制御手段と、
前記受信素子で変換された前記電気信号をデジタル信号に変換するAD変換手段と、
前記AD変換手段で変換された前記デジタル信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記デジタル信号に基づいて前記被検体内部の画像データを生成する生成手段と、
を有し、
前記制御手段は、nを1以上の整数、kを2以上の整数としたとき、前記プローブが前記受信素子の配列間隔の(n+1/k)倍または(n−1/k)倍の距離を移動するごとに、前記光源から光が照射されるように制御を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
A light source;
A probe in which a plurality of receiving elements that receive an acoustic wave generated from a subject irradiated with light from the light source and convert it into an electrical signal are arranged in a first direction;
Moving means for moving the probe in the first direction;
Control means for controlling the light source and the moving means;
AD conversion means for converting the electrical signal converted by the receiving element into a digital signal;
Storage means for storing the digital signal converted by the AD conversion means;
Generating means for generating image data inside the subject based on the digital signal stored in the storage means;
Have
The control means, when n is an integer greater than or equal to 1 and k is an integer greater than or equal to 2, the probe has a distance of (n + 1 / k) times or (n−1 / k) times the array interval of the receiving elements. A subject information acquisition apparatus that performs control so that light is emitted from the light source each time the light source moves.
前記移動手段は、前記プローブを等速で移動させる
ことを特徴とする請求項1に記載の被検体情報取得装置。
The object information acquiring apparatus according to claim 1, wherein the moving unit moves the probe at a constant speed.
前記プローブは、
前記制御手段が、前記プローブが前記受信素子の配列間隔の(n+1/k)倍の距離を移動するごとに前記光源から光が照射されるような制御を行う場合は、少なくとも(n×k+1)個、
前記制御手段が、前記プローブが前記受信素子の配列間隔の(n−1/k)倍の距離を移動するごとに前記光源から光が照射されるような制御を行う場合は、少なくとも(n×k−1)個、
の受信素子が前記第1の方向に配列されたものである
ことを特徴とする請求項1または2に記載の被検体情報取得装置。
The probe is
When the control means performs control such that light is emitted from the light source every time the probe moves a distance (n + 1 / k) times the arrangement interval of the receiving elements, at least (n × k + 1) Pieces,
When the control means performs control such that light is emitted from the light source every time the probe moves a distance of (n−1 / k) times the arrangement interval of the receiving elements, at least (n × k-1),
The object information acquiring apparatus according to claim 1, wherein the receiving elements are arranged in the first direction.
前記プローブは、前記第1の方向と交差する第2の方向にも受信素子が配列されたものである
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
4. The object information acquiring apparatus according to claim 1, wherein the probe has a receiving element arranged in a second direction intersecting the first direction. 5. .
前記生成手段は、前記被検体上の同じ位置で受信された前記音響波に由来する前記デジタル信号を加算平均し、当該加算平均された信号に基づいて前記被検体内部の画像データを生成する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
The generating means adds and averages the digital signals derived from the acoustic waves received at the same position on the subject, and generates image data inside the subject based on the added and averaged signal. The object information acquiring apparatus according to claim 1, wherein:
前記制御手段は、前記光源と前記プローブを同期させて移動させる
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
The object information acquiring apparatus according to claim 1, wherein the control unit moves the light source and the probe in synchronization.
前記生成手段が生成した画像データに基づく画像を表示する表示手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
The object information acquiring apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying an image based on the image data generated by the generating means.
超音波送信器と、
前記超音波送信器から被検体に送信されたのち前記被検体から反射したエコー波を受信して電気信号に変換する複数の受信素子が第1の方向に配列されたプローブと、
前記プローブを前記第1の方向に移動させる移動手段と、
前記超音波送信器および前記移動手段を制御する制御手段と、
前記受信素子で変換された前記電気信号をデジタル信号に変換するAD変換手段と、
前記AD変換手段で変換された前記デジタル信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記デジタル信号に基づいて前記被検体内部の画像データを生成する生成手段と、
を有し、
前記制御手段は、nを1以上の整数、kを2以上の整数としたとき、前記プローブが前記受信素子の配列間隔の(n+1/k)倍または(n−1/k)倍の距離を移動するごとに、前記超音波送信器から超音波が送信されるように制御を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
An ultrasonic transmitter;
A probe having a plurality of receiving elements arranged in a first direction for receiving an echo wave reflected from the subject after being transmitted from the ultrasonic transmitter to the subject and converting it into an electrical signal;
Moving means for moving the probe in the first direction;
Control means for controlling the ultrasonic transmitter and the moving means;
AD conversion means for converting the electrical signal converted by the receiving element into a digital signal;
Storage means for storing the digital signal converted by the AD conversion means;
Generating means for generating image data inside the subject based on the digital signal stored in the storage means;
Have
The control means, when n is an integer greater than or equal to 1 and k is an integer greater than or equal to 2, the probe has a distance of (n + 1 / k) times or (n−1 / k) times the array interval of the receiving elements. A subject information acquisition apparatus that performs control such that an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transmitter each time the apparatus moves.
光源と、複数の受信素子が第1の方向に配列されたプローブと、前記プローブを前記第1の方向に移動させる移動手段と、前記光源および前記移動手段を制御する制御手段と、AD変換手段と、記憶手段と、生成手段と、
を有する被検体情報取得装置の制御方法であって、
前記複数の受信素子が、前記光源からの光を照射された被検体から発生する音響波を受信して電気信号に変換する受信ステップと、
前記AD変換手段が、前記変換ステップで変換された前記電気信号をデジタル信号に変換するデジタル変換ステップと、
前記記憶手段が、前記デジタル変換ステップで変換された前記デジタル信号を記憶する記憶ステップと、
前記生成手段が、前記記憶ステップで記憶された前記デジタル信号に基づいて前記被検体内部の画像データを生成する生成ステップと、
を有し、
前記受信ステップにおいて、前記制御手段は、nを1以上の整数、kを2以上の整数としたとき、前記プローブが前記受信素子の配列間隔の(n+1/k)倍または(n−1/k)倍の距離を移動するごとに、前記光源から光が照射されるように制御を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置の制御方法。
A light source, a probe having a plurality of receiving elements arranged in a first direction, a moving means for moving the probe in the first direction, a control means for controlling the light source and the moving means, and an AD conversion means Storage means, generation means,
A method for controlling a subject information acquisition apparatus comprising:
A receiving step in which the plurality of receiving elements receive an acoustic wave generated from a subject irradiated with light from the light source and convert it into an electrical signal;
A digital conversion step in which the AD conversion means converts the electrical signal converted in the conversion step into a digital signal;
A storage step in which the storage means stores the digital signal converted in the digital conversion step;
A generating step for generating image data inside the subject based on the digital signal stored in the storing step;
Have
In the reception step, the control means is configured such that when n is an integer of 1 or more and k is an integer of 2 or more, the probe is (n + 1 / k) times the arrangement interval of the reception elements or (n−1 / k). (2) A control method for an object information acquiring apparatus, wherein control is performed so that light is emitted from the light source each time a double distance is moved.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264218A (en) * 2007-04-20 2008-11-06 Toshiba Corp Ultrasonic probe
JP2010022812A (en) * 2008-06-18 2010-02-04 Canon Inc Bioinformation acquisition apparatus
JP2011125571A (en) * 2009-12-18 2011-06-30 Canon Inc Measuring device, movement control method, and program

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008264218A (en) * 2007-04-20 2008-11-06 Toshiba Corp Ultrasonic probe
JP2010022812A (en) * 2008-06-18 2010-02-04 Canon Inc Bioinformation acquisition apparatus
JP2011125571A (en) * 2009-12-18 2011-06-30 Canon Inc Measuring device, movement control method, and program

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