JP6246399B2 - 生体情報イメージング装置、生体情報の解析方法、及び生体情報のイメージング方法 - Google Patents
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P=Γ・μa・Φ (1)
前記被検体での光の散乱の程度を表す係数を取得する工程、前記吸収の程度を表す係数及び前記散乱の程度を表す係数を用いて光の伝搬を計算することにより、前記被検体に照射された光の前記被検体内での光量の分布情報を取得する工程、及び前記第1の情報及び前記光量の分布情報を用いて、前記被検体の光学特性値の分布情報を取得する工程、を有する。
(DOT:拡散光イメージング)
上記した拡散光イメージングによれば、吸収係数などの光学特性を測定し、生体組織を構成する物質の濃度分布を求めることができる。
上記した光音響イメージングによれば、生体内での音響波の散乱が光に比べて少ないことから、数mm以下の空間的な生体情報を高解像度で得ることが可能である。
画像化に際しては、例えば拡散光イメージング装置により得られた各光検出器での検出結果と、上記のようにパラメータを推定して前記光拡散方程式から各検出器での出力結果を計算した結果とを比較する。両結果が一致しているのであれば、その結果を画像化する。
まず、本発明の実施形態1における生体情報イメージング装置について説明する。図1に、本実施形態における生体情報イメージング装置の構成例を説明する図を示す。本実施形態の生体情報イメージング装置は、乳癌などの腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などのため、生体内の光学特性値あるいは弾性特性値分布及び、それらの情報から得られる生体組織を構成する物質の濃度分布の画像化を可能とするものである。
つぎに、本発明の実施形態2における生体情報イメージング装置について説明する。
つぎに、本発明の実施形態3における生体情報イメージング装置について説明する。
本実施形態では音響波検出器と光検出器とから得られた電気信号による生体情報の解析方法について説明する。
P=Γ・μa・Φ
次に図5を用いて、生体内の光学特性値分布である吸収係数(μa)と散乱係数(μs´)の分布を求めるためのフローチャートの一例を説明する。なお、図5において、実施形態4と同様のステップに関しては同じ符号を付している。
12 光導波路
13 音響波検出器
14 光検出器
17 画像表示部
18 生体
19 光吸収体
20 生体内を伝播している光
21 音響波
22 演算部
23 第二の光源
30 造影剤
31 生体内を伝播する第二の光
61 光
62 被検体
63 光吸収体
64、67 光吸収係数分布
65 光エネルギー吸収密度分布
66、68 イメージング画像
Claims (22)
- 被検体に照射された光に起因して生じる音響波に関する第1の情報を取得する工程、
前記被検体での光の吸収の程度を表す係数を取得する工程、
前記被検体での光の散乱の程度を表す係数を取得する工程、
前記吸収の程度を表す係数及び前記散乱の程度を表す係数を用いて光の伝搬を計算することにより、前記被検体に照射された光の前記被検体内での光量の分布情報を取得する工程、及び
前記第1の情報及び前記光量の分布情報を用いて、前記被検体の光学特性値の分布情報を取得する工程、
を有することを特徴とする情報取得方法。 - 前記光学特性値の分布情報は、光の吸収の程度を表す係数の分布情報であることを特徴とする請求項1に記載の情報取得方法。
- 前記光学特性値の分布情報は、前記被検体を構成する物質の濃度の分布情報であることを特徴とする請求項1に記載の情報取得方法。
- 前記光量の分布情報を取得する工程において、前記吸収の程度を表す係数及び前記散乱の程度を表す係数を用いて放射輸送方程式を解くことにより、前記光量の分布情報を取得することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の情報取得方法。
- 前記光量の分布情報を取得する工程において、前記吸収の程度を表す係数及び前記散乱の程度を表す係数を用いて拡散方程式を解くことにより、前記光量の分布情報を取得することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の情報取得方法。
- 前記第1の情報は、前記音響波の発生音圧の分布情報、または、光エネルギー吸収密度の分布情報であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の情報取得方法。
- 被検体に照射された光に起因して生じる音響波に関する第1の情報を取得するユニット、
前記被検体での光の吸収の程度を表す係数を取得するユニット、
前記被検体での光の散乱の程度を表す係数を取得するユニット、
前記吸収の程度を表す係数及び前記散乱の程度を表す係数を用いて光の伝搬を計算することにより、前記被検体に照射された光の前記被検体内での光量の分布情報を取得するユニット、及び
前記第1の情報及び前記光量の分布情報を用いて、前記被検体の光学特性値の分布情報を取得するユニット、
を有することを特徴とする情報取得装置。 - 前記光学特性値の分布情報は、光の吸収の程度を表す係数の分布情報であることを特徴とする請求項7に記載の情報取得装置。
- 前記光学特性値の分布情報は、被検体を構成する物質の濃度の分布情報であることを特徴とする請求項7に記載の情報取得装置。
- 前記光量の分布情報を取得するユニットは、前記吸収の程度を表す係数及び前記散乱の程度を表す係数を用いて放射輸送方程式を解くことにより、前記光量の分布情報を取得することを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記光量の分布情報を取得するユニットは、前記吸収の程度を表す係数及び前記散乱の程度を表す係数を用いて拡散方程式を解くことにより、前記光量の分布情報を取得することを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記第1の情報は、前記音響波の発生音圧の分布情報、または、光エネルギー吸収密度の分布情報であることを特徴とする請求項7から11のいずれか1項に記載の情報取得装置。
- 被検体へのパルス光を照射するための光源を更に有することを特徴とする請求項7から12のいずれか1項に記載の情報取得装置。
- 前記パルス光は、数ナノから数百ナノ秒オーダーのパルス光であることを特徴とする請求項13に記載の情報取得装置。
- 前記光源は、レーザあるいは発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項13または14に記載の情報取得装置。
- 前記光源は、OPO(Optical Parametric Oscillators)を含むことを特徴とする請求項13から15のいずれか1項に記載の情報取得装置。
- 前記パルス光の波長は、400nm以上、1600nm以下の範囲であることを特徴とする請求項13から16のいずれか1項に記載の情報取得装置。
- 前記パルス光の波長は、700nm以上、1100nm以下の範囲であることを特徴とする請求項17に記載の情報取得装置。
- 前記光源からの光を被検体に照射するための複数の光ファイバを有することを特徴とする請求項13から18のいずれか1項に記載の情報取得装置。
- 前記音響波に関する第1の情報を取得するユニットは、圧電現象を用いたトランスデューサ、光の共振を用いたトランスデューサ、あるいは容量の変化を用いたトランスデューサを含むことを特徴とする請求項7から19のいずれか1項に記載の情報取得装置。
- 前記音響波に関する第1の情報を取得するユニットは、エリア型の音響波検出器を含むことを特徴とする請求項7から20のいずれか1項に記載の情報取得装置。
- 前記音響波に関する第1の情報を取得するユニットは、二次元に走査される音響波検出器を含むことを特徴とする請求項7から21のいずれか1項に記載の情報取得装置。
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