JP6004714B2 - 被検体情報取得装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
P0=Γ・μa・Φ …(1)
Φ=Φ0・exp(−μeff・d) …(2)
の光量分布Φを用いて式(1)から被検体内の光吸収係数分布μaを得ることができる。
被検体を保持する保持手段と、
前記被検体に光を照射する照射手段と、
前記保持手段により保持された前記被検体に前記照射手段から光が照射されたときに発
生する光音響波に基づく光音響波信号を計測する光音響波計測手段と、
前記保持手段により保持された前記被検体の光学係数を取得する光学係数取得手段と、
前記光音響波計測手段が計測した光音響波信号と、前記光学係数取得手段が取得した光学係数とを用いて、前記被検体の特性情報を生成する処理手段と、
前記保持手段による前記被検体の保持状態を監視する状態監視手段と、
を有する
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
被検体を保持する保持手段と、前記被検体に光を照射する照射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、
前記保持手段により保持された前記被検体に前記照射手段から光が照射されたときに発生する光音響波に基づく光音響波信号を計測するステップと、
前記保持手段により保持された前記被検体の光学係数を取得するステップと、
前記光音響波信号と、前記光学係数とを用いて、前記被検体の特性情報を生成するステップと、を有し、
前記光音響波信号を計測するステップおよび前記光学係数を取得するステップは、前記保持手段による前記被検体の保持状態が監視された状態で行われる
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。
織を構成する物質の濃度分布を含む。物質の濃度分布とは、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である。このような特性情報を被検体情報とも呼ぶことから、本発明の光音響波診断装置を、被検体情報取得装置と呼ぶこともできる。
本実施形態に係る光音響波診断装置は、被検体の保持状態に変化があるかどうかを確認しながら、撮影用の光音響波信号の計測と、光学係数推定用の光音響波信号の計測の両方を行う。そして、光学係数推定用の光音響波信号に基づいて、撮影時の被検体の光学係数を推定し、画像再構成に適用する。
図1は、本実施形態に係る光音響波診断装置の概略の機能構成を示すブロック図である。本実施形態に係る光音響波診断装置は、情報処理部1000、光音響波信号計測部1100によって構成される。図2は、本実施形態に係る光音響波診断装置の情報処理部1000を実施する機器構成の一例である。また、図3は、光音響波信号計測部1100を実施する機器構成の一例である。
光音響波信号計測部1100は、情報処理部1000から指示された光音響波計測方法に基づいて光音響波信号計測の制御を行う。そして、音響波検出器1105の各素子で検出された光音響波に基づいて光音響波信号情報を生成し、情報処理部1000に送信する。
よい。また、被検体上の同じ位置に対して、複数回の光の照射と光音響波の受信を繰り返し、得られた光音響波信号の平均を算出して格納しても良い。なお、被検体上の同じ位置と言っても、必ずしも探触子の同一の素子が検出しなくてもよい。探触子の移動中に、同じ能力の素子が受信領域上の同一位置で検出した信号であれば、同じ位置の信号として扱える。
次に情報処理部1000の構成要素について説明する。
する。
図3は、本発明の光音響波診断装置の光音響波信号計測部1100の構成の一例を示す図である。
次に、図4〜図6のフローチャートを用いて、本実施形態の具体的な処理の手順を説明する。図4は、本発明の光音響波診断装置で撮影を行う医師、または、検査技師が、被検者の乳房を被検体として撮影する場合の概略の撮影手順を示したフローチャートである。本フローは一般的な手順を示すものであり、本発明に特徴的な処理は、後述するように、各ステップに盛り込まれる。本フローは、光音響波診断装置の撮影位置に被検者の乳房をセットしたところから開始される。
概略、以上のような手順で、被検体の撮影は実行される。
次に本発明の第1の実施形態における光音響波診断装置の動作について説明する。図5のフローチャートは、本発明の第1の実施形態における情報処理部1000の処理手順を示すフローチャートである。また、図6は、本発明の第1の実施形態における光音響波計測部1100の処理手順を示すフローチャートである。
いは測定により求めるかを決定する。また、光学係数の測定方法または推定方法を決定する。
4および音響波検出器1105との、相対的な位置関係も含めることができる。この光音響波取得に関する情報は、例えば、光音響波計測部1100に音響波取得を指示するコマンドやパラメータ群で構成される。
例えば、特許文献2のような推定方法であれば、撮影と同じ保持状態の被検体の光学係数推定用の領域に対して、2種類の異なる光の伝搬により、被検体の光音響波計測を行えばよい。例えば、被検体に2方向から光を照射して計測された2種類の光学係数推定用信号を用いて、それぞれの初期音圧分布を算出する。方向としては、例えば、上述したようなフォワード方向およびバックワード方向がある。
つまり、撮影領域内の光学係数の平均値として適用できる、光学係数を推定可能な領域であれば、構わない。
了したと判定された場合は、S511に進む。
次に、図6のフローチャートを用いて、情報処理部1000の処理と並行して実行される光音響波信号計測部1100の光音響波計測の手順について説明する。図6のフローチャートは、情報処理部1000から光音響波信号計測部1100に推定用光音響波信号の計測を含む光音響波信号計測の開始を指示された時点で開始される。
本実施形態では、撮影用光音響波信号の計測と、光学係数推定用の光音響波信号計測を
別の手順として説明した。この手順により、撮影者は、被検体の撮影において任意の撮影用設定を適用しながら、被検体の状態に応じた光学係数を取得できる。また、光学係数の推定処理と撮影用の光音響波計測を並列に行うことで、推定処理時間が総撮影処理時間を長くする影響を削減できる。ただし、撮影用光音響波信号の計測の設定や条件が、光学係数推定用の光音響波信号として扱える場合には、撮影用光音響波信号と同じ光音響波信号の一部を用いて光学係数を推定することもできる。条件に差異がある場合には、光音響波計測の各位置において、必要な光学係数推定用の光音響波信号計測を撮影用音響波信号計測の合間に行うようにしてもよい。
第1の実施形態では、撮影で保持された被検体に対し、保持状態の変化がないことを確認しながら、撮影用の光音響波信号の計測に加え、光学係数推定用の光音響波信号の計測と推定を行っていた。そして、光学係数の推定値を画像再構成に適用していた。しかし、光音響波信号の計測結果に基づいて光学係数を推定することは、本発明において必ずしも求められる要件ではない。第2の実施形態では、光音響波診断装置に光学係数の測定装置を追加し、撮影時に保持された被検体の状態変化がないことを確認しながら、被検体の光学係数を測定する。すなわち、本実施形態の光音響波診断装置は、撮影状態にある被検体の光学係数を(推定ではなく)測定し、画像再構成に適用する。
ステップS501は、第1の実施形態と同様の処理であるため、説明を省略する。
ステップS502において、光学係数測定方法決定部1002は、画像再構成に適用する光学係数を、光音響信号計測結果からの推定ではなく、測定装置を用いた測定により取得する方法を選択する。そして、光学係数推定用の光音響波信号計測の領域に関する設定の代わりに、光学係数測定範囲に関する各種設定を行う。
次に、第2の実施形態において、情報処理部1000の処理と並行して実行される光音響波信号計測部1100の光音響波計測の手順について、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
Claims (13)
- 被検体を保持する保持手段と、
前記被検体に光を照射する照射手段と、
前記保持手段により保持された前記被検体に前記照射手段から光が照射されたときに発生する光音響波に基づく光音響波信号を計測する光音響波計測手段と、
前記保持手段により保持された前記被検体の光学係数を取得する光学係数取得手段と、
前記光音響波計測手段が計測した光音響波信号と、前記光学係数取得手段が取得した光学係数とを用いて、前記被検体の特性情報を生成する処理手段と、
前記保持手段による前記被検体の保持状態を監視する状態監視手段と、
を有する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。 - 前記光学係数取得手段は、前記保持手段により保持された前記被検体に光を照射して計測される光学係数取得用の信号を用いて、前記被検体の光学係数を取得する
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。 - 前記状態監視手段は、前記光学係数取得用の信号を計測するときと、前記特性情報の生成に用いられる光音響波信号を計測するときとの間で、前記被検体の保持状態を監視することを特徴とする請求項2に記載の被検体情報取得装置。
- 前記状態監視手段は、前記被検体の保持状態が変化しているか否かの通知を行う手段であることを特徴とする請求項2または3に記載の被検体情報取得装置。
- 前記状態監視手段により前記被検体の保持状態の変化が検知された場合に、前記被検体より前記光学係数取得用の信号ないし前記特性情報の生成に用いられる光音響波信号を計測する処理が中止される
ことを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記光学係数取得用の信号は、前記保持手段により保持された状態の前記被検体に前記
照射手段から光が照射されたときに発生する光音響波を計測することにより得られる光音響波信号である
ことを特徴とする請求項2ないし5のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記光学係数取得用の信号の計測は、前記特性情報の生成に用いられる光音響波信号の計測の前に行われる
ことを特徴とする請求項2ないし6のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記光学係数取得用の信号は、前記特性情報の生成に用いるために計測された光音響波信号の一部である
ことを特徴とする請求項2ないし6のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記保持手段により保持された状態の前記被検体に光を照射する投光部と、前記投光部から照射され被検体を透過した光を測定する受光部をさらに有し、
前記光学係数取得用の信号は、前記被検体を透過した光を前記受光部が測定することにより得られる信号である
ことを特徴とする請求項2ないし5のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記状態監視手段は、前記保持手段にかかる圧力、前記保持手段の位置、または、前記保持手段による前記被検体の固定時のブレーキのかかり具合を示す力に基づいて、前記被検体の保持状態の変化を検知する
ことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記保持手段は、前記被検体を挟んで保持する一対の保持板により構成される
ことを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記光学係数を取得する処理と、前記特性情報の生成に用いられる光音響波信号を計測する処理とが、並列に実行される
ことを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 被検体を保持する保持手段と、前記被検体に光を照射する照射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、
前記保持手段により保持された前記被検体に前記照射手段から光が照射されたときに発生する光音響波に基づく光音響波信号を計測するステップと、
前記保持手段により保持された前記被検体の光学係数を取得するステップと、
前記光音響波信号と、前記光学係数とを用いて、前記被検体の特性情報を生成するステップと、を有し、
前記光音響波信号を計測するステップおよび前記光学係数を取得するステップは、前記保持手段による前記被検体の保持状態が監視された状態で行われる
ことを特徴とする被検体情報取得装置の制御方法。
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