JP2020081031A - Information processing device, treatment device, notification method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光照射による光学治療を支援する情報処理装置に関する。 The present invention relates to an information processing device that supports optical treatment by light irradiation.
医療分野で、光照射によりほくろやシミの除去、脱毛などの治療を行う光学治療が提案されている。特許文献1には、母斑、皮膚腫瘍、血管腫などの病変組織の治療のために、病変組織にレーザを照射するレーザー治療装置が記載されている。 In the medical field, optical treatment has been proposed in which treatments such as removal of moles and stains and hair loss are performed by light irradiation. Patent Document 1 describes a laser treatment apparatus that irradiates a lesion tissue with a laser in order to treat a lesion tissue such as a nevus, skin tumor, or hemangioma.
しかしながら、光学治療において光照射の過不足が生じると、治療効果が低下してしまう可能性がある。 However, if the light irradiation is excessive or insufficient in the optical treatment, the therapeutic effect may be reduced.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、使用者に光学治療の進捗を把握できる情報を提供する情報処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an information processing device that provides a user with information that allows the user to grasp the progress of optical therapy.
本発明に係る情報処理装置は、被検体に治療光を照射する光学治療の支援を行う情報処理装置であって、被検体に光音響波の励起用の励起光を照射することにより発生する光音響波の受信信号に基づいて、光学治療の進捗を示す情報を生成する進捗情報生成手段と、光学治療の進捗を示す情報に基づいて、光学治療の進捗を通知手段に通知させる通知制御手段とを有する。 An information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus that supports optical therapy for irradiating a subject with therapeutic light, and is light generated by irradiating the subject with excitation light for exciting a photoacoustic wave. Based on the received signal of the acoustic wave, progress information generating means for generating information indicating the progress of the optical treatment, and notification control means for notifying the notifying means of the progress of the optical treatment based on the information indicating the progress of the optical treatment. Have.
本発明に係る情報処理装置によれば、使用者に光学治療の進捗を把握できる情報を提供することができる。 According to the information processing apparatus of the present invention, it is possible to provide the user with information that allows the user to know the progress of optical therapy.
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状及びそれらの相対配置などは、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, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and their relative arrangements of the components described below should be appropriately changed according to the configuration of the device to which the invention is applied and various conditions, and the scope of the present invention is not limited. It is not intended to be limited to the following description.
<第1実施形態>
光学治療において、使用者は目視では被検体内部の治療対象部位の状態を把握しにくいため、光学治療の適切な完了タイミングを把握することは困難である。その結果、光照射の過不足が生じると再発やダウンタイムの長期化などの治療効果の低下につながる可能性がある。本実施形態は、被検体から発生した光音響波の受信信号を解析することにより光学治療の進捗を把握する装置に関するものである。
<First Embodiment>
In optical treatment, it is difficult for the user to visually recognize the state of the treatment target site inside the subject, and thus it is difficult to grasp the appropriate completion timing of the optical treatment. As a result, if the light irradiation is excessive or deficient, there is a possibility that the therapeutic effect may be reduced, such as recurrence or prolonged downtime. The present embodiment relates to an apparatus for grasping the progress of optical therapy by analyzing a received signal of a photoacoustic wave generated from a subject.
図1は本実施形態に係る治療装置を示すブロック構成図である。図1に示す治療装置は、光源101、筐体103、光伝送部104、音響センサ105、情報処理部106、通知部107、電源部108、および信号データ生成部109を備える。使用者が把持可能な筐体103は、光伝送部104、音響センサ105、信号データ生成部109、情報処理部106、通知部107、および電源部108を格納している。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a treatment apparatus according to this embodiment. The treatment apparatus shown in FIG. 1 includes a
光源101は、治療用の治療光としての光を発する。また、光源101は、光音響波の励起用の励起光としての光を発生する。治療光は、光照射による治療に用いられる光の条件を満たすことが望ましい。光音響波の励起光としては、熱閉じ込め条件と応力閉じ込め条件を満たすパルス光であることが望ましい。例えば、効率的な光音響波の発生のために励起光としてのパルス光のハルス幅はナノ秒オーダーであってもよい。例えば、光源101には、YAGレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザなどのレーザ、LD、LEDを採用することができる。使用者が治療装置のユーザインターフェースを操作することにより、照射光量、周波数、波長などの照射パラメータを設定可能になっていてもよい。また、治療装置が、照射を開始、停止させるための制御用のインタフェースも備えていてもよい。また、光源101には、パルス光以外にガイド光として目視可能な強度の連続光を発生させることができる光源も含まれていてもよい。ガイド用の光源としてはヘリウムネオンレーザ、半導体レーザ、LEDなどが用いられる。被検体102上でのガイド光と治療光の照射位置は略一致しており、使用者はガイド光を被検体上の治療対象部位に合わせてから治療光を照射する。なお、治療光を発する光源と、光音響波の励起光を発する光源とは、本実施形態のように単一の光源で構成されていてもよいし、別々の光源で構成されていてもよい。単一の光源が治療光と励起光の両方を発することにより、光源に要するコストを低下させることができる。
The
被検体102は光学治療装置の治療対象であり、被検者の体の一部である。治療対象部位は、被検者の皮膚であるが、特に、皮膚のほくろ、しみ、あざ、毛根などが挙げられる。被検体102に励起光を照射すると、治療対象102に含まれるメラニン、あるいはヘモグロビンなどの光吸収体が励起光を吸収して、光音響波が発生する。
The
筐体103は、光伝送部104、音響センサ105、信号データ生成部109、情報処理部106、通知部107、および電源部108を格納する。筐体103は使用者が把持可能に構成されている。使用者が筐体103を把持し、筐体103の位置を被検体102に対して規定することにより、光伝送部104の出射端と音響センサ105の受信面、および被検体102の位置関係を規定することができる。これにより、被検体102の所望の位置に光を照射でき、かつ、被検体102の所望の位置からの光音響波を音響センサ105で受信することができる。このために、筐体103は、少なくとも音響センサ105と、光伝送部104の光射出部とを格納していればよい。
The
光伝送部104は、光源101からの光を被検体102に導光する。光伝送部104は、ビームを適切な大きさに拡大あるいは縮小するための光学系を備えていてもよい。なお、被検体に所望の光を照射できる限り、光伝送部104はいかなる構成であってもよい。また、光源101から直接被検体102へ光を照射する場合、光伝送部104は不要である。
The
なお、光音響波の励起用の励起光を被検体102に照射するための光源101および光伝送部104を総称して第1光照射手段と呼ぶ。一方、光学治療のための治療光を被検体102に照射するための光源101および光伝送部104を総称して第2光照射手段と呼ぶ。なお、第1光照射手段および第2光照射手段は、本実施形態のように共通の光源および光伝送部から構成されていてもよいし、それぞれの光照射手段が異なる光源及び光伝送部を有していてもよい。また、各光照射手段は、共通の光源を有し、異なる光伝送部を有していてもよい。
The
受信手段としての音響センサ105は光音響波を受信し、電気信号に変換する音響センサである。本明細書において、受信部としての音響センサ105から出力された電気信号としての光音響波の受信信号を、光音響信号とも呼ぶ。音響センサ105には、ピエゾ素子あるいはCMUTなどの電気機械変換素子を採用することができる。また、音響センサ105には、非接触で音響波を検出できる光学式電気機械変換素子を採用することができる。
The
信号データ生成部109は音響センサ105からの光音響信号を受信し、増幅、A/D変換、デジタル信号処理を行う回路ブロックである。信号データ生成部109の行うデジタル信号処理としては、ノイズ除去のためのフィルタ処理や、音響センサの周波数応答補正処理を行う。デジタル信号処理後の光音響信号データはメモリに保存される。信号データ生成部109は、増幅回路、A/D変換器、FPGA、メモリ、マイクロプロセッサなどから構成される。
The signal
本実施形態では、例えば、信号データ生成部109のA/D変換器のサンプリング周波数500MHzとする。そして信号データ生成部109は、パルス光の発光から10μsの期間のデータをメモリに保存する。被検体内部の音速を1500m/sとすると、10μsの間に15mmまでの深さからの光音響信号を保存することができる。信号データ生成部109は、発光タイミングを検出するために不図示の光センサを備える。そして、光センサが発光タイミングを検出したタイミングから10μsの期間のデータをサンプリングし内部のメモリに保存する。
In the present embodiment, for example, the sampling frequency of the A/D converter of the
情報処理装置としての情報処理部106はメモリに保存された光音響信号データに対して、治療の進捗に関する情報を生成する処理を行う。
The
通知部107は、情報処理部106で生成された治療の進捗に関する情報を使用者に通知するものである。情報処理部106は、通知部107による通知を制御する通知制御手段に相当する。例えば、通知部107は、LEDなどの発光手段で構成される。情報処理部106内のマイクロプロセッサは、治療完了などの治療の進捗に応じて、通知部107と通信を行い、LEDを点灯させる、あるいはLEDの色を変える制御を行う。また、通知部107として複数のLEDを採用し、治療の進捗に応じてLEDの点灯数を変更させてもよい。なお、ここでは発光手段としてLEDの例を示したが、光により使用者に結果を通知するものならばどのようなものでも構わない。光学治療中は使用者がレーザ光から眼を保護するために保護眼鏡をかけている場合がある。LEDは保護眼鏡をかけた状態でも視認しやすい色を使用する。
The
また、通知部107として音を発する音発生手段を採用してもよい。例えば、通知部107としてスピーカを設け、治療完了時に音を出すことにより治療完了を使用者に通知してもよい。音を使用することにより、保護眼鏡をかけた状態で治療中にLEDを見なくても治療完了タイミングを知ることができ、使用者の作業性が向上する。
Further, a sound generating means for generating a sound may be adopted as the
また、通知部107としてバイブレータ(振動手段)を採用してもよい。情報処理部106は、治療の進捗に応じた振動をバイブレータに実行させる。例えば、治療完了時に、使用者が把持する部分に振動を出すことにより治療完了を使用者に通知してもよい。振動を使用することにより、保護眼鏡をかけた状態で治療中にLEDを見なくても治療完了を知ることができる。また、治療時には高圧電源やファンなどからの音が大きいことが想定されるため、音による通知では聞き漏らす恐れがある。その場合も、通知方法として振動を使用すれば、騒音が大きい場合にも治療完了タイミングを把握することができる。
A vibrator (vibrating means) may be used as the
また、通知部107は、光音響信号データの強度自体を使用者に通知してもよい。この場合、情報処理部106は光音響信号データに基づいて治療の進捗を示す情報を生成しなくてもよい。例えば、通知部107として複数のLEDを採用し、光音響信号データの強度に応じて点灯するLEDの数を変更させることにより、使用者に通知してもよい。使用者は光音響信号の強度の低下を確認しながら光学治療を行うことができるので、正しく照射されているか、あとどのくらいの照射が必要かについて、見通しよく治療を行うことができる。
Further, the
符号108は情報処理部106、通知部107、信号データ生成部109の電源である。電源部108には小型の電池等を用いることができる。
図10は、本実施形態に係る情報処理部106の具体的な構成例を示す。本実施形態に係る情報処理部106は、CPU1310、GPU1320、RAM1330、ROM1340、外部記憶装置1350から構成される。また、情報処理部106には、通知手段としての液晶ディスプレイ1410、入力手段としてのマウス1510、キーボード1520が接続されている。さらに、情報処理部106は、PACS(Picture Archiving and Communication System)などの記憶装置としての画像サーバ1210と接続されている。これにより、画像データを画像サーバ1210上に保存したり、画像サーバ1210上の画像データを液晶ディスプレイ1410に表示したりすることができる。
FIG. 10 shows a specific configuration example of the
図3は、本実施形態に係る治療装置の動作フローを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing an operation flow of the treatment apparatus according to this embodiment.
ステップS301にて、設定手段としての情報処理部106は、被検体102の治療内容に応じた光照射パラメータを設定する。光照射パラメータには照射光の光量、周波数、波長、照射時間などの情報を含む。使用者は光源101のインタフェースを操作し、光照射パラメータを指示してもよい。また、情報処理部106は、治療回数情報、治療内容、光源の種類などの治療条件を設定する。治療条件は、使用者によって手動で指定されてもよいし、情報処理部106により自動で設定されてもよい。また、情報処理部106は、治療条件に応じて光照射パラメータを自動で設定してもよい。
In step S301, the
続いてステップS302にて、治療装置は被検体102へ光照射を行う。使用者は被検体102に音響マッチング用のジェル等を塗布し、光伝送部104および音響センサ105の前面に位置決めする。続いて使用者は光源101のインタフェースを操作し、レーザ照射開始指示を行う。光音響波を音響センサまで効率よく伝搬させるためには使用者は音響センサ105と被検体102に音響的に密着させる必要がある。なお、音響センサ105が被検体102と非接触で音響波を検出できる構成であれば、音響センサ105と被検体102との間での音響マッチングは不要である。
Subsequently, in step S302, the treatment apparatus irradiates the subject 102 with light. The user applies gel or the like for acoustic matching to the subject 102 and positions it on the front surfaces of the
続いてステップS303にて、光源101は使用者からの制御指示を確認する。照射開始指示が行われている場合にはステップS304に進む。レーザ停止指示が行われている場合にはステップS308に進む。何も指示が行われていない場合には、使用者が制御指示を行うまで治療装置は待機する。
Then, in step S303, the
続いてステップS304にて、光源101は、ステップS301で設定された照射パラメータに基づいて治療光を発生し、光伝送部104を介して被検体102に照射する。
Subsequently, in step S304, the
続いてステップS305にて、光源101は、光音響波の励起光を発生し、光伝送部104を介して被検体102に照射する。被検体102内部の光吸収部位にてパルス光が吸収され、光音響波が発生する。なお、治療光と励起光とが共通の光である場合、ステップS304とステップS305とは同時に実行されることとなる。また、治療光の1回の照射に対して励起光を1回照射してもよいし、治療光を複数回照射した後に励起光を照射してもよい。治療光を何回照射した後に励起光を照射するかについては、使用者が回数を指示する方法や、情報処理部106が治療条件に基づいて回数を決定する方法を採用することができる。
Subsequently, in step S305, the
続いてステップS306にて、音響センサ105は被検体102から発生した光音響z波を受信し、光音響信号を信号データ生成部109へ出力する。信号データ生成部109は光音響信号を増幅、A/D変換し、光音響信号データとよばれるデジタルデータをメモリに格納する。
Subsequently, in step S306, the
続いてステップS307にて、進捗情報生成手段としての情報処理部106は光音響信号データを解析し、治療の進捗を示す情報を生成する。例えば、情報処理部106は、光音響信号データに基づいて、治療を終了すべきか否かを判定する。そして、情報処理部106は、治療を終了すべきと判定した場合、治療の進捗を示す情報として治療の完了を示す情報を生成する。情報処理部106は、光音響信号データが所定の条件を満たす場合に光学治療の完了を示す情報を生成する。各実施形態における所定の条件については後述する。
Subsequently, in step S307, the
光学治療において被検体102に光を繰り返し照射していくと、治療部位のメラニン粒子が光によって消失あるいは粉砕されるといわれている。その結果、治療が進むにつれて、治療部位から発せられる光音響波の強度が徐々に低下していくことが想定される。 It is said that, when the subject 102 is repeatedly irradiated with light in the optical treatment, the melanin particles at the treatment site disappear or are crushed by the light. As a result, it is assumed that the intensity of the photoacoustic wave emitted from the treatment site gradually decreases as the treatment progresses.
図2(a)は、治療開始直後の1回の光照射により信号データ生成部109によって生成された光音響信号データの例である。横軸に光照射からの経過時間、縦軸に光音響信号データの強度を示す。符号201は光照射によって音響センサ表面で生じる光音響波の受信信号である。一方、符号202は被検体102内部の治療対象部位(例えば、メラニン粒子を含むほくろやしみ)から生じる光音響波の受信信号である。
FIG. 2A is an example of the photoacoustic signal data generated by the signal
図2(b)は、治療光を複数回照射し、治療が進んだ段階での1回のレーザ照射により信号データ生成部109によって生成された光音響信号データの例である。横軸にレーザ照射からの経過時間、縦軸に光音響信号データの強度を示す。符号203は音響センサ表面で生じる光音響波の受信信号である。一方、符号204は被検体102内部の治療対象部位から生じる光音響波の受信信号である。音響センサ表面で生じる光音響波の受信信号201および203は、治療が進んだとしてもほぼ変化がない。一方、治療対象部位から生じる光音響波の受信信号202および204は、治療が進んだ受信信号204のほうが、強度が小さい値になっている。これは被検体内部の光吸収部位であるメラニン粒子がレーザ照射によって分解、消失し、治療対象部位での励起光の吸収量が少なくなるためである。情報処理部106での光音響信号データの解析においては、音響センサで生じる光音響波の受信信号201、203は解析対象外とし、治療対象部位で生じる光音響波の受信信号202、204を解析対象とする。例えば、情報処理部106は、光照射から一定時間後の光音響信号データのうち、強度が最も高くなる信号データを解析対象とする。例えば、解析対象の信号を探索する期間は、光照射タイミングから、音響センサと被検体との距離を光音響波の音速で除算した値(時間)だけ経過した後の期間としてもよい。このほか、時間信号である光音響信号データから治療対象部位で生じる光音響波の受信信号を抽出し、解析対象とできる限り、いかなる方法で信号抽出してもよい。
FIG. 2B is an example of the photoacoustic signal data generated by the signal
図2(c)は、治療対象部位で生じる光音響波の受信信号の強度の光照射毎の時間変化を表す。横軸は光照射の順序数(何回目の光照射であるかを示す値)、縦軸は治療対象部位からの光音響波の受信信号の強度を表す。符号205および206は、信号強度に対する閾値である。符号207は、情報処理部106が、治療完了と判定した時間である。光照射の繰り返し周波数を1Hzとすると、1秒周期で信号強度のピーク値がメモリに保存される。図2(c)はこのピーク値を棒グラフで示したものである。光音響信号データの強度が照射回数が増える(治療が経過する)につれて低下していき、閾値205を下回った時に治療完了と判定される。この閾値205は予め固定された値でもよいし、使用者が入力手段を操作して閾値205を指示してもよい。また、情報処理部106が治療開始直後の光音響波の受信信号の強度に基づいて、治療完了の閾値205としてもよい。例えば、治療開始直後の光音響波とは、1回目から10回目のいずれかの光照射によって発生する光音響波のことである。不要な光照射を行わないようにするために、情報処理部106が、1回目の光照射によって発生する光音響波の受信信号の強度に基づいて、閾値205を設定してもよい。例えば、情報処理部106は、治療開始直後の光音響信号データの強度の1/100〜1/3のいずれかを閾値205として設定する。また、情報処理部106は、治療開始直後の光音響信号データの強度の1/10〜1/5のいずれかを閾値205として設定する。また、情報処理部106は、治療光の照射前に実行された励起光の照射によって得られた光音響信号データの強度に基づいて、同様に閾値を設定してもよい。このように実際に被検体から取得された光音響信号データの強度を基準とすることにより、肌および皮膚組織内部の光の透過率の違いや音響センサ105と被検体102の間の音響波の伝送効率の違いによる個体差の影響を少なくすることができる。これにより、治療の完了をより精度よく判定することができる。
FIG. 2C shows a temporal change of the intensity of the received signal of the photoacoustic wave generated at the treatment target site for each light irradiation. The horizontal axis represents the order number of light irradiation (a value indicating how many times the light irradiation is performed), and the vertical axis represents the intensity of the received signal of the photoacoustic wave from the treatment target site.
なお、閾値205は、治療条件によって変更されてもよい。情報処理部106は、使用者の指示またはカルテ情報に基づいて、治療条件を示す情報を取得することができる。例えば、情報処理部106は、治療条件としての治療の順序数(何回目の治療であるか)に応じて閾値205を変更してもよい。シミ治療の場合、治療の順序数が少ないとメラニン量が多いと想定されるため、閾値が小さいと1回の治療で多くの光照射が必要となりダウンタイムが長くなってしまう可能性がある。一方、治療の順序数が多いとメラニン量は少ないと想定されるため、閾値が高いと1回の治療における光照射が不十分なまま治療が終了してしまう可能性がある。そこで、情報処理部106は、治療の順序数が増えるにつれて、閾値205を小さく設定することが好ましい。また、情報処理部106は、治療条件としての治療対象部位の種類に応じて閾値205を変更してもよい。
The
また、情報処理部106は、光音響信号データの信号強度を解析することにより、残りの治療時間を見積もり、残りの治療時間を示す情報(治療の進捗を示す情報)を生成してもよい。光音響信号データの信号強度の解析により残りの治療時間の推定方法については後述する。
Further, the
また、音響センサ105と被検体102が音響的に接触していない場合、被検体内部で発生した光音響波が音響センサ105に十分に届かない。これにより光音響信号の強度が小さくなり、閾値205以下になるため治療完了と判定される場合がある。これを防ぐために、情報処理部106は、閾値205よりも低い別の閾値206を設定し、治療開始時に閾値206よりも低い場合、あるいは治療途中に光音響信号の強度が急変し、閾値206以下になった場合には音響センサ205の接触不良と判定してもよい。そして、情報処理部106は、通知部107に接触不良の旨を通知させてもよい。閾値206には、事前に測定したノイズレベル相当あるいはノイズレベルと閾値205との間の値を設定することが望ましい。
Further, when the
続いてステップS308にて、情報処理部106は通知部107に対して指示を出し、治療の進捗を示す情報に基づいて、治療の進捗を使用者に通知する。使用者は通知を受けて、レーザ光照射(治療)を終了すべきかを判断する。使用者が終了すべきと判断した場合には、光源101のインタフェースを操作し、照射停止指示を行う。なお、使用者が照射停止指示をしなくても、ステップS301で指定した照射時間を経過した場合には、自動的に光源内部で照射停止指示を行ってもよい。また、情報処理部106から治療の完了を示す情報が通知手段に出力されてから所定の時間が経過しても使用者から照射停止指示が行われなかった場合に、情報処理部106が光源に照射停止指示を行ってもよい。
Subsequently, in step S308, the
ステップS309にて、光源101は治療光の照射を停止し、被検体102上の現在の治療位置に対する治療を終了する。使用者は、ほかに治療すべき個所がある場合には、ステップS301に戻り、被検体102上の次の場所に対する治療を継続する。
In step S309, the
図4(a)は、本実施形態の治療装置および被検体の様子を示した模式図である。符号401は、光源101からのパルス光を伝達するための光伝送部104の一部としてのバンドルファイバーである。符号402は筐体である。筐体402には、通知部107、電源部108、情報処理部106、信号データ生成部109、光伝送部104が格納されている。符号403は筐体402の先端部分であり、ここから被検体102に向けてガイド光およびパルス光が照射される。先端部分403に音響センサ105、光伝送部104の光射出端が格納されている。先端部分403の部材の一部または全体を透明部材にするか、あるいは部材の一部を開けておき、使用者がガイド光を視認できるようにしてもよい。
FIG. 4A is a schematic diagram showing a state of the treatment apparatus and the subject of the present embodiment.
図4(b)は、図4(a)の通知部107を拡大したものである。符号404は第一のLED,符号405は第二のLEDである。情報処理部106により光音響信号を解析した結果、光学治療を終了すべきと判定した場合には、LED404を点灯させる。使用者はLED404を治療中に確認することにより、光学治療を終了させるべきか否かを知ることができる。情報処理部106により光音響信号を解析した結果、音響センサの接触不良と判定した場合にはLED405を点灯させる。使用者はLED405を治療中に確認することにより、正しく光音響波を受信できる状態になっているかを確認することができる。
FIG. 4B is an enlarged view of the
図4(c)は、図4(b)に示す通知部107とは別の形態例である。図4(c)では、通知部107としての液晶画面上に、光音響信号の強度の時系列の変化を示すグラフ406が表示されている。グラフ406は、情報処理部106が光音響信号データを解析し、光照射毎の光音響信号データのピーク強度を時系列に表示したものである。符号407は治療完了を判定するための閾値である。符号408は現在までの光照射数である。情報処理部106は、光源101の発光制御信号をカウントすることにより光照射数408を表示してもよい。また、情報処理部106は、光音響信号の強度を観測することにより光照射数をカウントし、光照射数408を表示してもよい。符号409は治療の進捗を表示する文字列である。ステップS307にて情報処理部106が治療完了と判定した場合には治療完了と表示画面に表示させる。一方、情報処理部106は治療がまだ完了していないと判定した場合には治療中と表示画面に表示させる。また、音響センサ105と被検体102の接触が不良と判定した場合には接触不良と表示することができる。図4(c)の例では、治療の進捗が治療中であり、照射回数が15ショット目であることを示している。また、治療中に光音響波の受信を行う場合、情報処理部106は、光音響信号データを受信するたびに光音響信号データを解析し、グラフ406をリアルタイムに更新していってもよい。
FIG. 4C is an example of a mode different from the
図4(d)は、通知部107の別の形態例である。図4(d)では、通知部107としての液晶画面上に治療の進捗を示すインジケータ410が表示されている。インジケータ410が右端に達したところで治療が完了になることを示している。情報処理部106が光音響信号の強度の変化率を算出し、光音響信号の強度が閾値205以下になるまでに必要な照射回数を見積もる。そして、情報処理部106は、光音響信号データの強度が閾値205以下になるまでに必要な照射回数に光の照射の周期を掛けて残りの治療時間を見積もる。すなわち、情報処理部106は、光音響信号データに基づいて、光学治療の完了予定のタイミングを示す情報を生成し、この情報に基づいて残りの治療時間を推定する。情報処理部106は、治療開始からの経過時間と残りの治療時間とに基づいて、インジケータ410を生成する。また、情報処理部106は、残りの治療時間を数字411として通知部107に表示させる。図4(d)の例では30秒後に治療が完了することを示している。
FIG. 4D shows another example of the form of the
なお、本実施形態において情報処理部106は、光音響信号データを解析して音響センサ105と被検体102の接触状態を判定していたが、接触状態の判定方法はこれに限らない。例えば、接触状態を確認するための接触センサを筐体に別途設けてもよい。また筐体と被検体の接触状態に応じてガイド光の戻り光の強度が変わることにより、接触状態を判定してもよい。
Although the
なお、本実施形態において通知部107を筐体402に配置したが、通知部の場所はこれに限らない。例えば、通知部107を光源101のユーザインタフェース上あるいは使用者が見やすい場所に配置し、情報処理部106からの情報を通知部107にケーブルあるいは無線で転送し、表示してもよい。これにより、通知部107の画面の位置、大きさが筐体に制限されずに済み、視認性の向上が期待される。また、通知部107としてのLEDが光を被検体102上に投影することにより治療の進捗を通知してもよい。これにより、使用者は被検体102から視線を移すことなく治療の進捗を知ることができる。
Although the
なお、本実施形態において、励起光の発光タイミングを検出するために信号データ生成部109が光センサを備える例を用いて説明したが、発光タイミングの検出方法はこの方法に限らない。例えば、信号データ生成部109は常時光音響信号をサンプリングしておき、音響センサ表面で生じた光音響波の受信信号201の検出をもって発光タイミングとしてもよい。これにより、筐体内部の部品点数を少なくし、装置の小型化、ユーザビリティ向上を図ることができる。
In the present embodiment, an example in which the signal
以上説明してきたように本発明の第一の実施形態の治療装置においては、光照射により生じた光音響波の受信信号である光音響信号に基づいて、治療の進捗を示す情報を使用者に通知することができる。例えば、治療を終了すべきかどうかを使用者に通知することができる。これにより、使用者は治療中に適切な治療の完了タイミングを把握でき、照射不足や過度な照射のリスクを低減することができる。 As described above, in the treatment device of the first embodiment of the present invention, based on the photoacoustic signal which is the reception signal of the photoacoustic wave generated by the light irradiation, the user is provided with information indicating the progress of the treatment. You can be notified. For example, the user can be notified if the treatment should be terminated. As a result, the user can grasp the appropriate timing for completing the treatment during the treatment, and reduce the risk of insufficient irradiation or excessive irradiation.
<第二の実施形態>
続いて第二の実施形態について説明する。本実施形態においては、治療の進捗を示す情報を生成し、治療進捗を通知する治療支援のための情報処理を治療装置とは別体の超音波診断装置で行う。
<Second embodiment>
Next, the second embodiment will be described. In the present embodiment, information indicating the progress of treatment is generated and information processing for treatment support for notifying the progress of treatment is performed by an ultrasonic diagnostic apparatus that is separate from the treatment apparatus.
図5は、第二の実施形態に係る治療装置のブロック図である。図5に示す治療装置は、光源501、光伝送部504、発光タイミング検出部511、超音波診断装置507を備える。超音波診断装置507は、使用者が把持可能なプローブ503、情報処理部506、ユーザインタフェース510、および電源部508を備える。プローブ503は、音響センサ505および信号データ生成部509を格納し、これらの構成の筐体としての機能を備える。本実施形態に係る、光源501、被検体502、光伝送部504、音響センサ505、信号データ生成部509、情報処理部506について、第一の実施形態と同一の名称の構成については重複する説明は省略し、異なる部分について主に説明する。
FIG. 5 is a block diagram of a treatment apparatus according to the second embodiment. The treatment apparatus shown in FIG. 5 includes a
光伝送部504は、パルス光の一部を分岐し、発光タイミング検出部511へ導く分岐光学系を含む。分岐光学系はビームスプリッタ、レンズあるいは、ファイバーカプラ等で構成される。なお、被検体に所望の光を照射できる限り、光伝送部504はいかなる構成であってもよい。また、光源501から直接被検体502へ光を照射する場合、光伝送部504は不要である。
The
プローブ503は、ケーブルまたは無線で情報処理部506に接続され、信号データ生成部509で生成された光音響信号データは情報処理部506に送られる。
The
送信手段としての音響センサ505は、外部から電圧をかけることにより、被検体502に超音波を送信する機能も備える。なお、本実施形態に係る治療装置は、受信機能を有する音響センサと送信機能を有する音響センサの両方を備えていてもよい。また、音響波の受信および送信の少なくとも一方の機能を有するプローブとしては、超音波診断装置507に付属のプローブを用いてもよい。
The
発光タイミング検出部511は励起光の発光タイミングを検出する回路である。例えば、発光タイミング検出部511は、フォトダイオード、閾値比較回路、パルス信号生成回路で構成される。フォトダイオードが光伝送部で分岐されたパルス幅10ns程度のパルス光を入力し、閾値比較回路が入力光の強度と閾値とを比較し、入力光の強度が閾値よりも高い場合にパルス信号生成回路がパルス幅100μs程度のデジタルパルス信号を出力する。このデジタルパルス信号をトリガ信号と呼ぶ。トリガ信号はケーブルを介して超音波診断装置507の信号データ生成部509に入力される。発光タイミング検出部511の電源は超音波診断装置507からケーブルで供給される。
The light emission
プローブ503は、光伝送部504、音響センサ505、および発光タイミング検出部511を格納する。プローブ503は使用者が把持可能に構成されている。使用者がプローブ503を把持し、プローブ503の位置を被検体502に対して規定することにより、光伝送部504の出射端と音響センサ505の受信面、および被検体502の位置関係を規定することができる。これにより、被検体502の所望の位置に光を照射でき、かつ、被検体502の所望の位置からの光音響波を音響センサ505で受信することができる。
The
信号データ生成部509は、プローブ503に格納されているが、プローブ503に設けられてもよい。また、信号データ生成部509の一部をプローブ503に格納し、その他をプローブ503の外部に設けてもよい。例えば、信号データ生成部509の担う機能のうち、A/D変換を行う機能をプローブ503に設け、デジタル信号処理を行う機能と、信号データを保存する機能とをプローブ503の外部に設けてもよい。
The signal
画像生成手段としての情報処理部506は、複数回の光照射に対応する1回あるいは複数の光音響信号データを読み出し、画像再構成処理を行い、光音響画像を生成する。情報処理部506による画像生成方法については後述する。
The
入力手段および通知手段としてのユーザインタフェース510は、使用者が超音波診断装置の動作条件の設定や動作開始指示を行うとともに、情報処理部506が生成した光音響画像を表示したり、治療の進捗を表示したりする。ユーザインタフェース510は、ボタンスイッチ、ディスプレイ、キーボード、マウスなどで構成される。使用者は、治療を開始する前に、ユーザインタフェース510を介して、被検体情報を入力する。被検体情報としては被験者のIDや症例の種類、治療の回数などがある。症例の種類の一例としては、太田母斑、色素性母斑、扁平母斑、老人性色素斑、雀卵斑、などがある。情報処理部506で生成した治療の進捗を示す情報もユーザインタフェース510のディスプレイに表示される。
The
電源部508は、超音波診断装置507に電力を供給する。電源部508は商用電源に接続され、信号データ生成部509、情報処理部506、ユーザインタフェース510に対して電力を供給する。また、電源部508は、超音波診断装置507を介してその他の構成、例えば発光タイミング検出部511に電力を供給してもよい。
The
図6は、第二の実施形態の動作フローを示す。本実施形態においては、ステップS310において光音響画像を生成し、ステップS309において光音響画像に基づいて治療の進捗を判定し、治療の進捗を示す情報を生成する。図3に示す工程と同様の工程には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 FIG. 6 shows an operation flow of the second embodiment. In the present embodiment, a photoacoustic image is generated in step S310, the progress of treatment is determined based on the photoacoustic image in step S309, and information indicating the progress of treatment is generated. The same steps as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
ステップS310において、情報処理部506が、信号データ生成部509によって生成された光音響信号データから光音響画像を生成する。情報処理部506が生成する光音響画像は、光エネルギーの吸収量や吸収率を反映している。光音響画像は、光音響波の発生音圧(初期音圧)、光吸収エネルギー密度、及び光吸収係数などの少なくとも1つの被検体情報の空間分布を表す画像である。光音響画像は、2次元の空間分布を表す画像であってもよいし、3次元の空間分布を表す画像(ボリュームデータ)であってもよい。なお、測定対象の立体構造を把握するために、光音響画像は、被検体表面から深さ方向の2次元の空間分布を表す画像または3次元の空間分布を表す画像であってもよい。
In step S310, the
また、情報処理部506は、複数の波長に対応する複数の光音響画像を用いて被検体の分光画像を生成することができる。本明細書における分光画像は、被検体に互いに異なる複数の波長の光を照射することにより発生した光音響波に基づいた、複数の波長のそれぞれに対応する光音響信号を用いて生成された画像である。なお、分光画像は、複数の波長のそれぞれに対応する光音響信号を用いて生成された、被検体中の特定物質の濃度を示す画像であってもよい。なお、特定物質としては、ヘモグロビン、グルコース、コラーゲン、メラニン、脂肪や水など、被検体を構成する物質が挙げられる。この場合にも、特定物質の光吸収係数スペクトルとは異なる光吸収スペクトルを有する造影剤を選択する必要がある。また、特定物質の種類に応じて、異なる算出方法で分光画像を算出してもよい。
The
信号データを2次元または3次元の空間分布の光音響画像に変換する再構成アルゴリズムとしては、タイムドメインでの逆投影法やフーリエドメインでの逆投影法などの解析的な再構成法やモデルベース法(繰り返し演算法)を採用することができる。例えば、タイムドメインでの逆投影法として、Universal back−projection(UBP)、Filtered back−projection(FBP)、または整相加算(Delay−and−Sum)などが挙げられる。 As a reconstruction algorithm for converting the signal data into a photoacoustic image having a two-dimensional or three-dimensional spatial distribution, an analytical reconstruction method such as a back projection method in the time domain or a back projection method in the Fourier domain, or a model base. Method (repetitive arithmetic method) can be adopted. Examples of the back projection method in the time domain include Universal back-projection (UBP), Filtered back-projection (FBP), and phased addition (Delay-and-Sum).
情報処理部506は、光音響信号データに対して再構成処理することにより、初期音圧分布情報(複数の位置における発生音圧)を光音響画像として生成する。また、情報処理部506は、被検体502に照射された光の被検体502の内部での光フルエンス分布を計算し、初期音圧分布を光フルエンス分布で除算することにより、吸収係数分布情報を光音響画像として取得してもよい。光フルエンス分布の計算手法については、公知の手法を適用することができる。また、情報処理部506は、複数の波長の光のそれぞれに対応する光音響画像を生成することができる。具体的には、コンピュータ150は、第1波長の光照射により得られた光音響信号データに対して再構成処理を行うことにより、第1波長に対応する第1光音響画像を生成することができる。また、情報処理部506は、第2波長の光照射により得られた光音響信号データに対して再構成処理を行うことにより、第2波長に対応する第2光音響画像を生成することができる。このように、情報処理部506は、複数の波長の光に対応する複数の光音響画像を生成することができる。なお、3波長以上の光を用いて測定を行った場合も同様に、3波長以上の光のそれぞれに対応する3以上の光音響画像を生成することができる。
The
ステップS307において、情報処理部506は、光音響画像に基づいて、治療の進捗を示す情報を生成する。例えば、情報処理部506は、光音響画像を解析して治療を終了すべきか否かを判定する。第一の実施形態で述べたように、治療が進むにつれて、治療部位から発せられる光音響波の強度が徐々に低下していくことが想定される。そのため、光吸収係数を反映した光音響画像の画像値も、治療が進むにつれて小さくなることが想定される。例えば、治療が進むにつれて画像値が小さくなる光音響画像の例としては、光吸収係数に比例する初期音圧、光吸収エネルギー密度、光吸収係数の分布画像が挙げられる。第一の実施形態と同様に、これらの光音響画像を利用した場合も、情報処理部506は、画像値と閾値との比較処理により治療を終了すべきか否かを判定することができる。この閾値は予め固定された値でもよいし、使用者が入力手段を操作して閾値を指示してもよい。また、第一の実施形態と同様に、情報処理部506は、光照射が周期的に繰り返される場合の画像値の時間変化と光照射の繰り返し周波数とに基づいて、治療の完了予定のタイミングを見積もることができる。また、情報処理部506は、分光画像としての光音響画像の画像値に基づいて治療の進捗を示す情報を生成してもよい。
In step S307, the
図7に本実施形態のユーザインタフェース510のディスプレイ画面の例を示す。符号801は使用者が入力した、被検体502の患者IDである。符号802は現在までの光学治療の回数である。図7の例では2回目の光学治療であることを示す。符号803は被検体502の治療の内容を示す。使用者が入力した症例の種類が表示される。符号804は光源の種類である。症例の種類によって効果的なレーザの波長が異なる。そこで被検体の照射する光源の種類を合わせて表示する。符号805は情報処理部506で再構成により生成された光音響画像の画像値の時系列の変化を表すグラフである。治療中に光音響波の受信を行う場合、情報処理部506は、光音響信号データを受信するたびに光音響画像を生成し、その光音響画像を解析することにより、グラフ805をリアルタイムに更新していってもよい。
FIG. 7 shows an example of a display screen of the
第一の実施形態で述べたように、治療が進むにつれて、治療部位から発せられる光音響波の強度が徐々に低下していくことが想定される。そのため、符号805に示したように、光吸収係数を反映した光音響画像の画像値も、治療が進むにつれて小さくなることが想定される。なお、情報処理部506は、閾値806は、使用者が指定した治療回数情報802、治療内容803、光源の種類804に応じて、閾値806を決定してもよい。治療内容によって、光源の種類や治療に必要な回数などが異なる場合がある。例えば、1回目の治療では全体の50%のメラニン粒子を分解し、2回目の治療では全体の25%のメラニン粒子を分解するというように、段階的に治療を行う場合がある。情報処理部506は使用者が入力した治療回数情報802、治療内容803、光源の種類804によって、閾値を変更することで、最適な治療終了判定を行うことができる。第一の実施形態においても、このような閾値の設定を同様に行ってもよい。
As described in the first embodiment, it is assumed that the intensity of the photoacoustic wave emitted from the treatment site gradually decreases as the treatment progresses. Therefore, as indicated by
符号806は治療完了の予測時間である。情報処理部506は、信号データ生成部509で生成された光音響画像の画像値の変化率から、光音響画像の画像値が閾値806以下になるまでに必要な照射回数を見積もる。そして、光音響画像の画像値が閾値806以下になるまでに必要な照射回数に光照射の周期を掛けて残りの治療時間を見積もり、治療時間を数字として表示する。なお、情報処理部506は、見積もられた治療時間を数字以外の方法(例えばプログレスバーなど)で通知してもよい。図7の例では、30秒後に治療が完了することを示している。
なお、情報処理部506は、治療回数情報、治療内容、光源の種類などの治療条件を示す情報を、患者IDに紐づけてメモリに保存してもよい。これにより、使用者は1回目に治療においては患者ID、治療回数情報、治療内容、光源の種類などの治療条件を示す情報を入力すれば、2回目以降は患者IDのみを入力するだけでそれに紐づけられた治療条件を示す情報を自動的に設定することができる。情報処理部506は、患者IDが入力されると、患者IDと紐づけられた情報を自動的に読み出し、ユーザインタフェース510に表示させることができる。すなわち、履歴情報取得手段としての情報処理部506は、1回目の治療情報(光学治療の履歴を示す情報)を取得し、この履歴情報に基づいて治療条件を設定することができる。さらに、情報処理部506は、履歴情報に基づいて設定された治療条件に基づいて、閾値806を設定してもよい。すなわち、情報処理部506は、履歴情報に基づいて、閾値806を設定してもよい。光音響画像の画像値がこのようにして設定された閾値806を下回る場合を、光音響画像が所定の条件を満たす場合としてもよい。また、情報処理部は、第一または後述する第三の実施形態における光音響信号データに対する閾値についても同様に設定してもよい。なお、使用者はユーザインタフェース510のキーボードを用いて2回目以降に手動で治療回数情報、治療内容、光源の種類などの治療条件を変更することも可能である。
The
また、図7には図示していないが、使用者の指示により、ユーザインタフェース510に、情報処理部506によって再構成された被検体502内部の光音響画像を表示させることも可能である。
Although not shown in FIG. 7, the
なお、本実施形態において、パルス光の発光タイミングを検出するために発光タイミング検出部511をプローブ503の内部に配置する例を用いて説明したが、発光タイミングの検出方法はこの方法に限らない。例えば、光源501に発光タイミングを示すパルス信号を出力するコネクタを備え、光源501からのパルス信号を信号データ生成部509へ入力することで、光源と超音波診断装置との同期をとってもよい。これにより、接続部材内部の部品点数を少なくし、接続部材の小型化、ユーザビリティの向上を図ることができる。
In the present embodiment, an example in which the light emission
以上説明してきたように第二の実施形態の光学治療装置においては被検体情報に応じて治療完了の判定条件を変更することができる。これにより、使用者は治療内容や治療の計画に応じて適切な治療完了タイミングを把握することができ、照射不足や過度な照射のリスクを低減することができる。 As described above, in the optical treatment apparatus of the second embodiment, the determination condition for the treatment completion can be changed according to the subject information. As a result, the user can grasp the appropriate treatment completion timing according to the treatment content and the treatment plan, and can reduce the risk of insufficient irradiation or excessive irradiation.
<第三の実施形態>
続いて、第三の実施形態について、図1に示す治療装置を参照して説明する。第三の実施形態においては、光音響信号データに基づいて治療の進捗を推定する際に、光音響信号データの周波数成分に基づいて治療の進捗を推定する。本実施形態では、情報処理部106が、例えば光音響信号データに対し時間方向にフーリエ変換処理:FT(Fourier Transform)を行い、時間信号を周波数成分に変換する。そしてある特定の周波数成分の信号強度を解析対象とする。そして、情報処理部106は、解析対象の周波数成分の信号強度に基づいて、治療の進捗を示す情報を生成する。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment will be described with reference to the treatment device shown in FIG. In the third embodiment, when the progress of the treatment is estimated based on the photoacoustic signal data, the progress of the treatment is estimated based on the frequency component of the photoacoustic signal data. In the present embodiment, the
光音響信号の周波数解析の例を図8に示す。図8(a)は光音響信号データをFT処理により周波数成分に変換した後の信号強度を示す図である。横軸は周波数、縦軸は信号強度を表す。符号601は光学治療開始直後の光音響信号データの各周波数成分の信号強度を示すグラフである。符号602は光学治療が進んだ後の光音響信号データの各周波数成分の信号強度を示すグラフである。符号603は、周波数に対する閾値である。この閾値は予め固定された値でもよいし、使用者が入力手段を操作して閾値を指示してもよい。信号データ生成部109が生成した光音響信号データのうち、閾値603より低い周波数の成分を低周波成分と呼ぶ。一方、閾値603より高い周波数の成分を高周波成分と呼ぶ。光音響信号データに含まれる信号強度が最大となる周波数成分の目安は、光吸収部位のサイズを音速で割った値である。そのため、治療が進むにつれて治療対象であるメラニンの破砕片のサイズが小さくなるほど、光音響信号データの周波数は高周波側にシフトすると想定される。本実施形態において、光学治療でメラニン粒のサイズを30μmまで破砕したい場合には、50MHzの周波数成分が最大の信号強度となる傾向がある。そこで、光学治療でメラニン粒のサイズを30μmまで破砕したい場合には、50MHzを閾値とし、50MHzよりも小さい周波数を低周波成分、50MHz以上を高周波成分としてもよい。また、光学治療でメラニン粒のサイズを15μmまで破砕したい場合には、100MHzの周波数成分が最大の信号強度となる傾向がある。そこで、光学治療でメラニン粒のサイズを15μmまで破砕したい場合には、100MHzを閾値603とし、100MHzよりも小さい周波数を低周波成分、100MHz以上を高周波成分としてもよい。なお、照射光のパルス幅や音響センサ105などの治療条件によっても、信号強度が最大となる周波数は変わる。このように、治療条件によって閾値603は変更されてもよい。情報処理部106は、使用者により指示された閾値603を設定してもよい。また、情報処理部106は、治療内容、治療回数、または光源の種類などの治療条件を示す情報に基づいて、破砕対象である光吸収部位の破砕後の大きさを推定し、この大きさに応じた信号強度が最大となる周波数を閾値としてもよい。
An example of frequency analysis of a photoacoustic signal is shown in FIG. FIG. 8A is a diagram showing the signal strength after converting the photoacoustic signal data into frequency components by FT processing. The horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents signal strength.
光学治療開始直後の信号強度601は、低周波成分が多く、高周波成分は少ない。これは、ほくろやシミのメラニン粒のサイズが大きく、治療対象部位で発生する光音響波の周波数が低いためである。一方、光学治療が進んだ後の信号強度602は、高周波成分が多く、低周波成分は少ない。これは、ほくろやシミを構成するメラニン粒の塊が光照射によって分解されて細かくなった結果、治療対象部位で発生する光音響波の周波数が高くなるためである。
The
図8(b)は、複数回の光照射を行い、光学治療を進めた場合の光音響信号データの低周波成分の時間変化を示したものである。横軸は治療開始からの経過時間、縦軸は信号強度を表す。符号604は、光音響信号データの低周波成分の信号強度を積分値の時間変化を表したグラフである。符号605は低周波成分の強度に対する閾値である。なお、閾値605は、光照射後にターンオーバーされるメラニンの破砕片のサイズを考慮して定めることができる。換言すると、閾値605は、光照射後に破砕されたメラニンの砕片が分解吸収され、審美上有効だと期待される粒度(破砕度)に基づいて決定される。また、閾値605は照射部位の安静期間、治療内容、治療回数、または光源の種類などの治療条件により決められる。情報処理部106は、ステップS307の処理において、低周波成分の信号強度604が閾値605を下回ったところで、十分にメラニンが分解されたと判断し、治療が完了したことを示す情報(治療の進捗を示す情報)を生成する。すなわち、情報処理部106は、タイミングt606に治療が完了したことを示す情報を生成する。また、情報処理部106は、光音響信号データの周波数成分を解析することにより、残りの治療時間を見積もり、残りの治療時間を示す情報(治療の進捗を示す情報)を生成してもよい。光音響信号データの周波数成分により残りの治療時間の推定方法については後述する。
FIG. 8B shows a temporal change of the low frequency component of the photoacoustic signal data when the optical treatment is performed by performing the light irradiation a plurality of times. The horizontal axis represents the elapsed time from the start of treatment, and the vertical axis represents the signal intensity.
そしてステップS309において、情報処理部106は、治療の進捗を示す情報を用いて、通知手段としてのユーザインタフェース510のディスプレイを介して、治療の進捗を使用者に通知させる。
Then, in step S309, the
図9に本実施形態のユーザインタフェース510のディスプレイ画面の例を示す。符号701、符号702、符号703、符号704は、それぞれ図7の符号801、符号802、符号803、符号804に対応し、それらの詳細な説明を省略する。符号705は、光学治療を進めた場合の光音響信号データの低周波成分の時間変化を表すグラフである。治療中に光音響波の受信を行う場合、情報処理部106は、光音響信号データを受信するたびに光音響信号データを解析し、グラフ705をリアルタイムに更新していってもよい。符号706は、光音響信号データの低周波成分の強度に対する閾値である。閾値706は使用者が指定した治療回数情報702、治療内容703、光源の種類704によって変わる。治療内容によって、光源の種類や治療に必要な回数などが異なる。例えば、1回目の治療では全体の50%のメラニンを分解し、2回目の治療では残ったメラニンの25%を分解するというように、段階的に治療を行う場合がある。情報処理部106は、使用者が入力した治療回数情報702、治療内容703、光源の種類704などの治療条件に基づいて、閾値を変更することで、最適な治療完了判定を行うことができる。符号707は治療完了の予測時間(残りの治療時間)である。情報処理部106は、光音響信号データの低周波成分の時間変化率を算出し、光音響信号データの低周波成分が閾値706以下になるまでに必要な照射回数を見積もる。そして、情報処理部106は、光音響信号データの低周波成分が閾値706以下になるまでに必要な照射回数に光照射の繰返し周期を掛けて、残りの治療時間を見積もり、ウインドウ707に数字として表示する。図9の例では30秒後に治療が完了することを示している。
FIG. 9 shows an example of a display screen of the
なお、情報処理部106は、光音響信号データから光音響画像を生成し、ユーザインタフェース510に表示させてもよい。情報処理部106は、使用者の指示により、光音響画像の生成や既に生成された光音響画像の表示を開始してもよい。また、情報処理部106は、光音響画像を空間周波数に変換した画像を表示させてもよい。このように、空間周波数に変換した画像を表示することで、治療部位のメラニンの粒度の分布を知ることができる。よって、使用者は治療部位のメラニンの粒度の分布を参照しながら、治療の進捗を把握することができる。
The
以上説明したように、本実施形態に係る情報処理によれば、治療対象部位のメラニン粒のサイズの変化に起因する周波数成分の変化を解析することにより、治療の進捗を把握することができる。これにより、光学治療による効果を確認しながら治療を行うことができる。 As described above, according to the information processing according to the present embodiment, the progress of the treatment can be grasped by analyzing the change in the frequency component caused by the change in the size of the melanin grain in the treatment target site. Thereby, the treatment can be performed while confirming the effect of the optical treatment.
なお、本実施形態では低周波成分604が所定の閾値605を下回ることをもって治療完了の判定を行う例を説明したが、逆に高周波成分が別の閾値を上回ることをもって治療完了と判定してもよい。あるいは両者を組み合わせ、低周波成分が所定の閾値を下回り、かつ高周波成分が別の閾値を上回ることをもって治療完了と判定してもよい。なお、音響センサの中心受信帯域が低周波成分に相当する帯域である場合、受信された光音響信号の強度が所定の閾値を下回る場合に治療完了と判定してもよい。また、音響センサの中心受信帯域が高周波成分に相当する帯域である場合、受信された光音響信号の強度が所定の閾値を上回る場合に治療完了と判定してもよい。
In the present embodiment, an example in which the treatment completion is determined when the
また、本実施形態では光音響信号の周波数成分を求める際に情報処理部106にてFT処理を行っていたが、周波数成分を求める方法はこれに限らない。時間信号である光音響信号データを時間方向の周波数成分に変換できる限り、FT処理以外のいかなる処理を適用してもよい。例えば、低周波数成分を選択的に取り出すローパスフィルタや、高周波成分を選択的に取り出すハイパスフィルタを用いてもよい。これにより、光音響信号データにFT処理を適用する場合よりも少ない回路規模で実現することができ、光学治療装置の処理部の小型化、低コスト化につながる。
Further, in the present embodiment, the FT processing is performed by the
また、第二の実施形態のように外部の超音波診断装置の信号データ生成部、情報処理部、通知部に、本実施形態に係る情報処理を適用してもよい。 Further, the information processing according to the present embodiment may be applied to the signal data generation unit, the information processing unit, and the notification unit of the external ultrasonic diagnostic apparatus as in the second embodiment.
以上説明してきたように第三の実施形態に係る治療装置においては、光音響信号データを周波数解析して、治療の進捗を使用者に通知することができる。これにより、使用者は光学治療中に、治療対象部位のメラニンの分解に応じて治療の進捗を把握することができる。そのため、使用者は治療進捗を確認しながら、適切な治療を提供することができ、照射不足や過度な照射を抑制することができる。 As described above, in the treatment apparatus according to the third embodiment, the photoacoustic signal data can be frequency-analyzed to notify the user of the progress of treatment. This allows the user to grasp the progress of the treatment during the optical treatment according to the degradation of melanin at the treatment target site. Therefore, the user can provide an appropriate treatment while confirming the progress of the treatment, and can suppress insufficient irradiation or excessive irradiation.
(その他の実施例)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
(Other embodiments)
The present invention is also realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or various storage media, and the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or device reads the program. This is the process to be executed.
上述の各実施形態における情報処理部は、単体の装置として実現してもよいし、複数の装置を互いに通信可能に組合せて上述の処理を実行する形態としてもよく、いずれも本発明の実施形態に含まれる。共通のサーバ装置あるいはサーバ群で、上述の処理を実行することとしてもよい。情報処理部を構成する複数の装置は所定の通信レートで通信可能であればよく、また同一の施設内あるいは同一の国に存在することを要しない。上述の実施形態を適宜組み合わせた形態も、本発明の実施形態に含まれる。 The information processing unit in each of the above-described embodiments may be realized as a single device, or may be a mode in which a plurality of devices are communicably combined with each other to execute the above-described processing. include. The above-described processing may be executed by a common server device or server group. It suffices that the plurality of devices forming the information processing unit can communicate at a predetermined communication rate, and they do not need to exist in the same facility or in the same country. A form in which the above-described embodiments are appropriately combined is also included in the embodiment of the present invention.
106 情報処理部
107 通知部
106
Claims (18)
前記被検体に励起光を照射することにより発生する光音響波の受信信号に基づいて、前記光学治療の進捗を示す情報を生成する進捗情報生成手段と、
前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、通知手段によって前記光学治療の進捗を通知させる通知制御手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。 An information processing device for supporting optical therapy of irradiating a subject with therapeutic light,
Based on a received signal of a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with excitation light, a progress information generation unit that generates information indicating the progress of the optical treatment,
Notification control means for notifying the progress of the optical treatment by the notifying means, based on information indicating the progress of the optical treatment,
An information processing device comprising:
前記通知制御手段は、前記通知手段によって前記光学治療の完了を通知させる
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The progress information generation means generates information indicating completion of the optical treatment as information indicating the progress of the optical treatment,
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the notification control unit notifies the completion of the optical treatment by the notification unit.
ことを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 2, wherein the progress information generation unit generates information indicating completion of the optical treatment when the received signal of the photoacoustic wave satisfies a predetermined condition.
ことを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。 The said progress information generation means produces|generates the information which shows the completion of the said optical treatment, when the signal strength of the low frequency component of the received signal of the said photoacoustic wave exceeds a predetermined threshold value. The information processing device described in 1.
ことを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。 The said progress information production|generation means produces|generates the information which shows the completion of the said optical treatment, when the intensity|strength of the high frequency component of the received signal of the said photoacoustic wave is less than a predetermined threshold value. Information processing equipment.
ことを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 3, wherein the progress information generation means generates information indicating completion of the optical treatment when the intensity of the received signal of the photoacoustic wave is lower than a predetermined threshold value. ..
前記進捗情報生成手段は、前記光学治療の履歴を示す情報に基づいて、前記所定の閾値を設定する
ことを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載の情報処理装置。 Having history information acquisition means for acquiring information indicating a history of optical therapy for the subject,
7. The information processing apparatus according to claim 4, wherein the progress information generation unit sets the predetermined threshold value based on information indicating a history of the optical treatment.
ことを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載の情報処理装置。 The progress information generation means sets the predetermined threshold value based on the intensity of the received signal of the photoacoustic wave generated by the irradiation of the excitation light executed before the irradiation of the treatment light. The information processing apparatus according to any one of claims 4 to 6.
前記通知制御手段は、前記通知手段によって前記光学治療の完了予定のタイミングまでの時間を通知させる
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The progress information generation means generates information indicating the timing of completion of the optical treatment as information indicating the progress of the optical treatment,
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the notification control unit causes the notification unit to notify the time until the timing at which the optical therapy is scheduled to be completed.
ことを特徴とする請求項9に記載の情報処理装置。 The progress information generating means, obtained by irradiation of the excitation light a plurality of times, based on the reception signal of the photoacoustic wave corresponding to each of the plurality of times of irradiation, and the cycle of the irradiation of the excitation light, The information processing apparatus according to claim 9, wherein the information generating apparatus generates information indicating a time until a timing at which the optical therapy is scheduled to be completed.
前記光音響波の受信信号を用いた画像再構成処理を実行することにより光音響画像を生成し、
前記光音響画像に基づいて、前記被検体内の光吸収体の粒度を示す情報を生成し、
前記粒度を示す情報に基づいて、前記光学治療の進捗を示す情報を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The progress information generating means,
Generate a photoacoustic image by performing an image reconstruction process using the received signal of the photoacoustic wave,
Based on the photoacoustic image, to generate information indicating the particle size of the light absorber in the subject,
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the information indicating the progress of the optical therapy is generated based on the information indicating the granularity.
前記被検体に励起光を照射する第2光照射手段と、
前記被検体への前記励起光の照射により発生する光音響波を受信し、光音響信号を出力する受信手段と、
前記光音響信号に基づいて、前記光学治療の進捗を示す情報を生成する処理手段と、
を有し、
前記処理手段は、前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、通知手段によって前記光学治療の進捗を通知させる
ことを特徴とする治療装置。 First light irradiating means for irradiating the subject with therapeutic light for optical treatment;
Second light irradiating means for irradiating the subject with excitation light,
Receiving means for receiving a photoacoustic wave generated by irradiation of the excitation light to the subject, and outputting a photoacoustic signal,
Processing means for generating information indicating the progress of the optical therapy based on the photoacoustic signal;
Have
The treatment device, wherein the processing means causes the notification means to notify the progress of the optical therapy based on the information indicating the progress of the optical therapy.
前記共通の光源は、前記治療光と前記励起光とを発生する
ことを特徴とする請求項12に記載の治療装置。 The first light emitting means and the second light emitting means have a common light source,
The treatment device according to claim 12, wherein the common light source generates the treatment light and the excitation light.
前記処理手段は、前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項12に記載の治療装置。 A casing that can be held by a user, including a light emitting portion of the first light emitting means and a light emitting means as the notification means,
The treatment device according to claim 12, wherein the processing unit controls light emission of the light emitting unit based on information indicating the progress of the optical treatment.
前記処理手段は、前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、前記振動手段の振動を制御する
ことを特徴とする請求項12に記載の治療装置。 A housing that can be held by a user, including a light emitting portion of the first light emitting means and a vibrating means as the notification means,
The treatment device according to claim 12, wherein the processing unit controls vibration of the vibrating unit based on information indicating the progress of the optical treatment.
前記処理手段は、前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、前記音発生手段が発する音を制御する
ことを特徴とする請求項12に記載の治療装置。 A housing that includes a light emitting portion of the first light emitting means and a sound generating means as the notification means, and that can be held by a user;
The treatment apparatus according to claim 12, wherein the processing unit controls a sound emitted by the sound generating unit based on information indicating the progress of the optical treatment.
前記被検体に励起光を照射することにより発生する光音響波の受信信号に基づいて、前記光学治療の進捗を示す情報を生成し、
前記治療の進捗を示す情報に基づいて、通知手段によって前記光学治療の進捗を通知させる
ことを特徴とする通知方法。 A notification method for notifying the progress of optical therapy for irradiating a subject with therapeutic light,
Based on the received signal of the photoacoustic wave generated by irradiating the subject with excitation light, generating information indicating the progress of the optical treatment,
A notification method characterized in that a notification means notifies the progress of the optical therapy based on information indicating the progress of the therapy.
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