JP6271846B2 - 装置、気泡検出装置および気泡検出方法 - Google Patents

装置、気泡検出装置および気泡検出方法 Download PDF

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Description

本発明は、被検体内部の情報を取得する被検体情報取得装置とその制御方法に関する。

音響波を利用して被検体内部の情報を取得する装置の一つに、超音波撮像装置がある。超音波を生体に照射すると、被検体内を伝播した超音波が、生体組織内の音響特性(音響インピーダンス)が異なる組織界面で反射する。超音波撮像装置は、この反射によって生じた音響波を探触子によって受信し、音響波の強度に基づいて画像データを再構成することにより、被検体内部の音響特性に関連した情報(形状情報)を可視化することができる。

一方、超音波撮像装置と同様の無被曝非侵襲での撮像装置として、光音響撮像装置がある。パルスレーザ光などの計測光を被検体に照射すると、計測光が被検体内の生体組織で吸収される際に音響波が発生する。光音響撮像装置は、この発生した音響波を探触子によって受信し、解析することにより、被検体内部の光学特性に関連した情報(機能情報)を可視化することができる。

これらの装置はいずれも、被検体の内部から到来する音響波を、探触子を用いて受信する。しかし、被検体と探触子との間に音響インピーダンスが異なる領域があると、当該領域で音響波が反射してしまい、正常に画像を再構成することができなくなる。そのため、音響波を用いて被検体内の情報を取得する装置においては、音響波の伝播経路上の音響インピーダンスを整合させる必要がある。例えば、特許文献1に記載の生体情報取得装置では、被検体を保持プレートによって圧迫保持し、被検体と保持プレートとの間に音響マッチング材を充填することで、被検体と探触子との間の音響インピーダンスを整合させている。

特開2011−156208号公報

特許文献1に記載の装置のように、保持部材によって被検体を圧迫保持する場合、保持部材と被検体、もしくは音響マッチング材と被検体との間に気泡(空気の泡)が混入してしまう場合がある。空気の音響インピーダンスは他の物質と著しく異なるため、音響波の伝播経路上に気泡が混入すると、正しく測定が行えない原因となってしまう。
例えば、気泡の混入が光音響撮像装置で発生した場合、生体内で発生した音響波が気泡によって遮られ、探触子に到達できなくなる。また、気泡の混入が超音波撮像装置で発生した場合はさらに顕著で、探触子から送信した超音波が被検体に入射せずにそのまま反射するため、探触子と気泡との間で多重反射を起こしてしまう。いずれの場合も、気泡が原因となり、本来得られるはずの情報が欠落した画像が生成されてしまう。
このように、音響波を用いて被検体の情報を取得する装置では、気泡の混入に留意して測定を行わなければならない。しかし、測定を行った後に気泡の存在に気付いた場合、被検体を圧迫しながらの測定を再度やり直す必要があり、被検者に対する大きな負担となっていた。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、混入した気泡を検出
することができる被検体情報取得装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明に係る装置は、
被検体に音響波を送信し、反射した音響波を受信および解析することで、前記被検体内の情報を取得する装置であって、音響波を送受信する探触子と、前記被検体と前記探触子との間に配置され、前記被検体を保持する保持部材と、前記探触子によって送受信された音響波の強度を取得し、前記取得した音響波の強度に基づいて画像を生成し、前記画像に基づいて、前記被検体と前記保持部材との間の気泡を検出する気泡検出手段と、を有し、前記気泡検出手段は、前記画像に基づいて、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報を取得し、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報が所定の条件を満たす場合に、通知手段に通知させる
ことを特徴とする。

また、本発明の第二の形態に係る装置は、
被検体に光を照射し、前記被検体内で発生した光音響波を受信および解析することで、前記被検体内の情報を取得する装置であって、前記被検体に光を照射する光照射部と、前記被検体に音響波を送信し、前記被検体内で反射した音響波と、前記光に起因して前記被検体内で発生した光音響波を受信する探触子と、前記被検体と前記探触子との間に配置され、前記被検体を保持する保持部材と、前記探触子によって送受信された音響波の強度を取得し、前記取得した音響波の強度に基づいて画像を生成し、前記画像に基づいて、前記被検体と前記保持部材との間の気泡を検出する気泡検出手段と、を有し、前記気泡検出手段は、前記画像に基づいて、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報を取得し、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報が所定の条件を満たす場合に、通知手段に通知させることを特徴とする。

また、本発明に係る気泡検出装置は、
探触子によって送受信された音響波の強度を取得する手段と、前記取得した音響波の強度に基づいて画像を生成する手段と、前記画像に基づいて、被検体と前記探触子との間の気泡を検出する手段と、前記画像に基づいて、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報を取得する手段と、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報が所定の条件を満たす場合に通知手段に通知させる手段と、を有することを特徴とする

また、本発明に係る気泡検出方法は、
探触子によって送受信された音響波の強度を取得するステップと、前記取得した音響波の強度に基づいて画像を生成するステップと、前記画像に基づいて、被検体と前記探触子との間の気泡を検出するステップと、前記画像に基づいて、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報を取得するステップと、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報が所定の条件を満たす場合に通知手段に通知させるステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、混入した気泡を検出することができる被検体情報取得装置を提供することができる。

第一の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図。 第一の実施形態における被検体周辺の模式図。 第一の実施形態における探触子の走査経路を示す図。 第一の実施形態における画像の取得を説明する図。 第一の実施形態において被検体を保持した状態を表す三面図。 第一の実施形態において気泡が混入した場合の三面スライス画像を示す図。 第一の実施形態における二値化画像を示す図。 第一の実施形態における気泡の判定フローを示す図。 第二の実施形態における被検体周辺の模式図。 第二の実施形態において被検体を保持した状態を表す三面図。 第二の実施形態において気泡が混入した場合の三面スライス画像を示す図。 第二の実施形態において気泡が混入した場合の三面スライス画像を示す図。 第二の実施形態における二値化画像を示す図。 第三の実施形態における探触子の走査を示す図。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。

(第一の実施形態)
本発明の第一の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波を被検体に送信し、被検体内で反射した超音波を探触子で受信して解析することで、被検体内の音響特性に関連した形状情報を画像化する装置である。

<システム構成>
図1および図2を参照しながら、第一の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明する。第一の実施形態に係る超音波診断装置は、CPU1、探触子2、送信制御部3、受信制御部4、画像処理部5、画像記憶部6、表示制御部7、表示部8を有する。

CPU1は、装置の制御を司る演算処理装置である。不図示の不揮発メモリに格納されたプログラムをCPU1で実行することにより、後述する各手段に対する制御を行う。
探触子2は、音響素子を内蔵したプローブであり、被検体に対して超音波ビームの送受信を行う手段である。一般的な超音波探触子は、圧電セラミックス(PZT)を利用した変換素子や、マイクロフォン静電容量型の変換素子などが使用される。なお、複数個の音響素子が一次元、或いは二次元に配置されたものであってもよい。
また、静電容量型のCMUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)、磁性膜を用いるMMUT(Magnetic MUT)なども用いることができる。また、圧電薄膜を用いるPMUT(Piezoelectric MUT)など、探触子にはどのような方式のものを用いて
もよい。

送信制御部3は、探触子2に内蔵された音響素子に印加する信号を生成し、送信される超音波の周波数及び音圧を制御する手段である。
また、受信制御部4は、探触子2に内蔵された音響素子が検出した超音波をアナログの電気信号に変換する手段である。受信制御部4は、具体的には電気回路から成るアンプやAnalog-Digital Converter(ADC)などである。効率的にデータを取得するため、探触子2が有する素子数と同じだけのアンプ及びADCを設けることが望ましいが、一つずつ用意したアンプ及びADCを順次につなぎ換えて使用してもよい。

画像処理部5は、受信制御部4で得られた信号をA/D変換し、信号を再構成して画像を生成する手段である。また、画像記憶部6は、生成した画像を一時的に記憶する手段であり、表示制御部7は、画像をスキャンコンバートし、映像信号に変換する手段である。
表示部8は、画像を表示するモニタである。

探触子2を被検体21(本実施形態では生体)に当てて超音波を送信すると、ごく短い時間のうちに超音波が被検体の中を進み、異なる媒質が接している(すなわち音響インピーダンスが異なる)境界で反射し、反射波(以下、反射エコー)となって返ってくる。そこで、探触子2で当該反射エコーを受信し、超音波を送信してから反射エコーが受信されるまでの時間から距離を計算することで、生体組織内の物質分布を画像化することができる。

また、図1には図示していないが、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体を保持する保持部材を有している。
図2は、被検体周辺の模式図である。測定を行う際には、被検者を伏臥位にし、被検体である乳房21を、保持部材(圧迫プレート22および保持プレート23)で挟み込む。圧迫プレート22と保持プレート23との距離は調整可能であり、測定を行うために適した形状に被検体を圧迫保持することができる。各プレートは被検体を保持した状態で固定され、探触子2は被検体内で反射した反射エコーを、保持プレート23を介して受信する。
なお、探触子2は、不図示の走査機構によって、保持プレート23の面内方向に対して二次元的に走査可能な構成となっている。

超音波診断装置を用いて正確な測定を行うためには、被検体の探触子側にある保持プレート23と、被検体21とが密着している必要がある。保持プレート23と被検体21との間に気泡が混入していると、気泡を境に音響インピーダンスが変わってしまうため、正確な測定を行うことができない。そこで、本実施形態に係る超音波診断装置は、保持プレート23と被検体21との間に混入した気泡を、後述する方法によって検出する。

<測定の概要>
次に、被検体に対する測定を行う方法を説明しながら、気泡を検出する方法を詳しく説明する。
図3は、被検体21を保持プレート23の正面から見た図である。また、図3中に示した符号31は、探触子2を走査させる際の移動経路を表す。測定が開始されると、CPU1は、探触子2を保持プレート23の面内方向に沿って右方向に移動させ、右端部に至ったところで下方向に移動させ、次いで左方向に移動させるといった動作を繰り返す。これにより、測定領域の全域に対して探触子を機械的に走査する。
走査の方法は、探触子を間欠的に移動させる方法であってもよいし、探触子を連続的に移動させる方法であってもよい。走査をしながら画像を取得することにより、移動経路31上の任意の位置において、二次元の超音波画像を取得することができる。

図4は、走査によって取得できる超音波画像のイメージを示した図である。縦に並んだ平面が、取得した複数の超音波画像(Bモード画像)を表している。超音波画像は、探触子を間欠的に移動させる場合、探触子が停止したタイミングで取得され、探触子を連続的に移動させる場合、一定周期の間隔で取得される。

また、取得した複数の二次元超音波画像を並べることで、測定領域全体の三次元超音波画像を生成することができる。
具体的に例示する。図5は、被検体21を保持プレート23と圧迫プレート22で挟み込んだ際の、被検体の実際の形状を表した三面図である。探触子を走査させることで取得できるBモード画像は、図5(b)で示した面の画像である。この画像を並べることで三次元超音波画像を構成することができ、当該三次元超音波画像を任意の面でスライスすることで、様々な面に対応する二次元超音波画像を生成することができる。

例えば、保持プレートの面に対して平行な面でスライスを行うと、図5(a)で示した面の画像を生成することができる。このように、三次元超音波画像を超音波の送信方向に対して垂直な面でスライスした画像をCモード画像と呼ぶ。
また、胸壁に対して平行な面でスライスを行うと、図5(c)で示した面の画像を生成することができる。超音波の送信方向に対して垂直な面でスライスした画像をCモード画像と呼ぶのに対し、三次元超音波画像を任意の平面でスライスして生成した画像を、本実施形態ではスライス画像と称する。
また、ボリュームレンダリング機能を用いて三面スライス画像を生成する機能を用いれば、被検体内部の任意の位置(X,Y,Z座標)を指定して三面スライス画像を生成し、画像データとして表示することも可能である。

超音波診断装置によって測定を行う際は、被検体と保持プレートとが密着しているか否かが重要となる。被検体と保持プレートが密着していない領域がある場合、当該領域周辺の情報が欠落してしまう。空気の音響インピーダンスは、生体のそれと比べて数百倍大きいため、超音波が入射せずに反射してしまうためである。よって、被検体と保持プレートが十分に密着している領域(領域51,53,55)については超音波画像を生成することは可能だが、密着していない領域(領域52,54,56)については、超音波画像を生成することができない。また、一見密着しているように見えても、間に気泡が混入している場合、当該気泡部分で超音波が反射してしまうため、正常な画像を得ることができない。

<気泡検出処理の概要>
図6は、被検体21と保持プレート23が接触している部分に気泡が混入した場合の、領域51,53,55に対応するスライス画像を示した図である。図中の点線が、各画像のスライス断面に対応する。
ここでは、気泡61,62,63の三つが混入したものとする。気泡が混入すると、探触子から送信された音響波は気泡に進入することなく全反射となって探触子側へ返ってくる。この反射した音響波は、探触子側でも多少の反射を起こし、探触子と気泡との間で繰り返し反射しながら減衰する。すなわち、超音波が繰り返し探触子に入射するため、超音波の送信方向に誤った像(符号64,65,66,67)となって画像上に表れてしまう。すなわち、当該領域については情報が欠落してしまうため、正常に被検体内部の情報を得ることができない。以降、誤った像が現れる領域を、多重反射領域と称する。

次に、気泡を検出するための方法を説明する。気泡は、被検体21と保持プレート23との間に混入するため、保持プレート23と平行な面における、所定の深さのCモード画像を取得することで、気泡を検出することができる。所定の深さとは、検出を所望する気泡の大きさに基づいて設定すればよい。
Cモード画像は、受信した超音波の強度に基づいて生成された画像である。一方、気泡によって多重反射が発生すると、反射した超音波が繰り返し探触子に入射するため、当該多重反射が発生した領域からは探触子の入力レンジの上限を超えた強度の超音波が受信される。よって、入力レンジの上限に近い値を閾値として、取得したCモード画像を二値化する処理を行えば、気泡の形状を表す画像を取得することができる。
図7は、図6に示したスライス画像のうち、X−Y平面に対応する画像を二値化した画像である。当該画像は、被検体21と保持プレート23とが接している面に近いZ座標で三次元超音波画像をスライスした画像である。当該画像によると、符号61,62,63の位置に気泡が存在することがわかる。

気泡の大きさや形状によっては、測定に影響を及ぼす気泡とそうでない気泡がある。もし、検出した気泡が測定に影響を及ぼすものである場合、測定を中止し、被検体の圧迫保
持をやり直すことが望ましい。また、気泡が測定に影響を及ぼさないものである場合、そのまま測定を行うことができる。ここでは、検出した気泡が、測定に影響を及ぼすものであるか否かを判定する方法について説明する。

気泡は、必ずしも真円形になるとは限らず、密着させた時の空気の入り方で形状が変わる。例えば、正円形や楕円形となる場合もあり、それ以外の歪んだ形状となる場合もある。
そこで、検出した気泡について、X軸に沿った方向(本発明における第一の方向。以下、X方向)と、Y軸に沿った方向(第一の方向に直交する第二の方向。以下、Y方向)の長さをそれぞれ測定する。ここでは、気泡61のX方向の長さをX1、Y方向の長さをY1とする。気泡62についても同様にX2,Y2とし、気泡63についても同様にX3,Y3とする。気泡61は横長の楕円、気泡62は正円、気泡63は縦長の楕円である。すなわち、それぞれの長さの関係はX1>Y1、X2=Y2、X3<Y3となる。なお、気泡の形状が円形以外である場合、X方向およびY方向の最大幅(最大径)をそれぞれ測定してもよい。

検出した気泡が、測定に影響を及ぼすものであるか否かを判定する方法には、例えば、以下のようなものが挙げられる。
(1)気泡の面積を推定し、当該面積を用いて判定する
気泡の面積が大きいほど、反射を繰り返す音響波の強度が強くなる。例えば図6の例では、気泡62に起因する多重反射(符号65)よりも、気泡61に起因する多重反射(符号64)のほうが、より深部に及んでいる。そこで、気泡の面積を推定し、当該面積が所定の閾値よりも大きければ、測定に影響を及ぼす気泡であると判断することができる。気泡の面積は、当該気泡のX方向の長さをXe、Y方向の長さをYeとすると、πXee/4と近似することができる。
(2)気泡のX,Y方向の長さのうち、短い方の長さを用いて判定する
一方、音響波は気泡の外周部から回り込む特性があるため、気泡の面積が大きくても、その幅が十分に小さい場合、多重反射領域は深部まで及ばない。そこで、気泡のX方向の長さをXe、Y方向の長さをYeとし、Xe,およびYeのいずれか短いほうの長さが、所定の閾値よりも長ければ、測定に影響を及ぼす気泡であると判断することができる。本実施形態では、方法(2)によって、測定に影響を及ぼす気泡、すなわち除去が必要な気泡の有無を判断する。

気泡61,62,63のX,Y方向の長さのうち、短い方の長さはそれぞれY1,X2(=Y2),X3である。このうち、X2およびX3については、閾値より短いものとし、Y1のみが、閾値より長いものとする。この場合、気泡61のみが、測定に影響を及ぼす気泡であると判断される。

<気泡検出処理フローチャート>
図8は、第一の実施形態における超音波診断装置(CPU1)が行う、気泡の判定フローを示した図である。
処理を開始すると、ステップS11で、探触子2および送信制御部3、受信制御部4を用いてプレスキャンを実行する。以降、気泡を検出するために先行して行う走査をプレスキャン、通常の測定における走査をフルスキャンと称する。
次に、プレスキャンで取得した超音波を画像処理部5によって再構成し、保持プレート23と平行な面でスライスされたCモード画像を生成する(ステップS12)。スライスを行う深さは、気泡の混入が想定される深さであればよい。例えば、保持プレート23の厚みに余剰分を加えた深さとすることができる。生成したCモード画像は二値化され、画像記憶部6によって一時的に記憶される。ここでは、二値化された画像を二値化画像と称する。

次に、ステップS13で、記憶した二値化画像から気泡の大きさを取得する。本実施形態では、検出した気泡について、X方向およびY方向のいずれか小さい方の長さを取得する。そして、取得した値と閾値とを比較し(ステップS14)、除去が必要な気泡であるかを判定する。
ここで、除去が必要な気泡であれば、操作者に通知を行い(ステップS15)、通知を受けた操作者は、被検体を保持する作業をやり直す。作業後は、再度ステップS11から処理が開始される。
気泡を検出しない場合、または、気泡があっても除去の必要がないとステップS14で判断した場合は、通知を行うことなくフルスキャンに移行する(ステップS16)。

このように、第一の実施形態に係る超音波診断装置は、測定を行う前にプレスキャンを行うことで、除去が必要な気泡の有無を判定することができる。

また、プレスキャンは、フルスキャンと比較して短時間で完了させることができるため、トータルでの被検者に対する身体的負担を減少させることができる。

その理由について説明する。
通常の超音波測定では、探触子は、被検体内の所望の深さで反射した超音波エコーを受信しながら移動する必要がある。すなわち、当該所望の深さが深いほど、超音波の到達と反射エコーの到着が遅くなるため、探触子の移動速度が遅くなる。
一方、ステップS12でスライスを行う平面の位置は、被検体21と保持プレート23が接している面の近傍にある。すなわち、当該平面の位置する深さから超音波を取得することができれば、気泡の判定を行うための画像を生成することができる。この深さを、ここでは深達長Dと称する。深達長Dは、保持プレートの厚みに余剰分を加えたものであるため、通常の測定における深達長よりもはるかに短い。
第一の実施形態におけるプレスキャンでは、深達長Dに基づいて超音波の往復時間(本発明における第一の時間)を算出し、当該時間の経過後(第一の時間後)に探触子を移動させることができる。すなわち、一スライス分の反射エコーを取り込む時間がフルスキャン時よりも短くなるため、フルスキャンと比較して高速で探触子を移動させることができ、短時間で気泡の検出を完了させることができる。

(第一の実施形態の変形例)
第一の実施形態は超音波診断装置であるが、本発明は、光音響測定装置にも適用することができる。
光音響測定装置とは、光源で発生したパルス光を、光照射部から被検体に照射し、被検体内で光が吸収されることによって発生した光音響波(典型的には超音波)を探触子で受信し、受信した音響波を解析することで被検体の内部組織を可視化する装置である。光音響測定装置においても、探触子と被検体との間に気泡が混入すると、正常に情報を取得することができなくなる。
そこで、探触子から被検体に超音波を送信する手段を追加し、第一の実施形態と同様の方法で、探触子と被検体との間の気泡を検出するようにしてもよい。被検体に送信する超音波は、被検体内で発生する音響波と同じ周波数帯のものを利用することができる。
このように、本発明は、超音波を用いて被検体の情報を取得する装置であれば適用することができる。

(第二の実施形態)
第一の実施形態に係る超音波診断装置は、被検体21と保持プレート23との間に混入した気泡を検出することができる。一方、被検体と保持プレートの間に、音響インピーダンスを整合させるための音響マッチング材を介在させて測定を行う場合がある。このよう
なケースでは、被検体と音響マッチング材との間と、音響マッチング材と保持プレートとの間にそれぞれ気泡が混入してしまう可能性がある。第二の実施形態は、これに対応するため、複数の異なる平面に対応するスライス画像を取得して気泡の検出を行う実施形態である。
第二の実施形態に係る超音波診断装置の構成は、第一の実施形態と同様である。

図9は、第二の実施形態における被検体周辺の模式図である。
第二の実施形態では、被検体21と保持プレート23の間に、音響マッチング材81が追加される。音響マッチング材は、被検体と同等な音響インピーダンスを持つ材質である。音響マッチング材81を追加することにより、図5における領域52,54,56など、保持プレートと被検体とが密着していない領域に対しても超音波測定が可能になる。音響マッチング材81が、本発明における第二の保持部材である。

音響マッチング材として用いられる代表的なものに、ウォーターバッグがある。ウォーターバッグとは、厚さ30マイクロメートル程度のシート状のエラストマを袋状にし、中空部に、被検体と類似した音響インピーダンスを持つ物質を充填したものである。充填する物質は、例えば水、ゾル、ゲルなどである。ただし、ウォーターバッグの材質やその厚み、ならびに内包物はこれらに限定されるものではない。

図10は、音響マッチング材81を、被検体21と保持プレート23との間に挿入した場合の三面図である。音響マッチング材を挿入する目的は、被検体の辺縁部の浮いた部分を密着させることにあるため、音響マッチング材は、被検体をU字型に保持できるものが最も好ましい。しかし、音響マッチング材をU字型にすると、形状に合わせたサイズを幾通りも用意する必要が生じてしまうため、音響マッチング材を一枚シート構成の柔軟な部材とし、被検体を保持した際の圧迫力によって、被検体を保持プレートに密着させるようにするとよい。

音響マッチング材81を保持プレート23に取り付けて測定を行う場合、音響マッチング材と保持プレートとの接触面に気泡が入ってしまう可能性がある。また、被検体を挟んだ際に、被検体21と音響マッチング材81との接触面に気泡が入ってしまう可能性もある。すなわち、双方の面について、気泡の混入を確認しなければならない。

図11は、音響マッチング材81と保持プレート23が接触している部分、および、保持プレート23と被検体21が接触している部分にそれぞれ気泡が混入した場合の、三面スライス画像を示した図である。図中の点線が、各画像のスライス断面に対応する。ここでは、音響マッチング材と保持プレートが接触する面、および、音響マッチング材と被検体が接触する面にそれぞれ気泡が混入したものとする。
図11中のCモード画像94は、三次元超音波画像を、保持プレート23に並行な面でスライスした画像である。当該平面を、本実施形態ではスライス面1と称する。
当該画像を用いると、保持プレートと音響マッチング材との間に混入した気泡101および102を検出することができる。
しかし、Cモード画像94には、気泡101および気泡102は表れているが、音響マッチング材と被検体との間に混入した気泡103は表れていない。これは、気泡が混入する箇所が、スライス面1からZ軸方向に離れているためである。

音響マッチング材81は、斜め方向に被検体と接しているため、被検体と音響マッチング材との間に混入した気泡を検出するためには、音響マッチング材と被検体が接触する平面に平行な平面でスライスしたスライス画像をさらに取得する必要がある。当該平面を、本実施形態ではスライス面2と称する。
図12中のスライス画像95は、三次元超音波画像を、音響マッチング材と被検体が接
触する平面に沿ったスライス面2でスライスした画像である。このようにすることで、被検体と音響マッチング材との間に混入した気泡103を検出することができる。

図13(a)は、スライス面1でスライスしたCモード画像から生成した二値化画像であり、図13(b)は、スライス面2でスライスしたスライス画像から生成した二値化画像である。このように第二の実施形態では、ステップS12で、複数の箇所でスライスしたスライス画像を生成することで、被検体と音響マッチング材、音響マッチング材と保持プレートといったように、複数の場所に混入した気泡を検出することができる。なお、二値化画像の生成から後の処理(ステップS13以降)は、処理対象の画像が複数枚であるという点を除き、第一の実施形態と同様である。

ところで、気泡101に起因する多重反射104は、深い領域にまで達しているため、気泡101に起因する像が、図13(a)および(b)の双方の画像に現れている。このような場合は、気泡がどちらの接触面に混入したのかを特定することができない。
そこで、本実施形態では、双方の二値化画像において気泡に起因する像が同一の位置に現れた場合、画像上での大きさを比較し、より大きい側にあるものと判定する。本例では、図13(a)に現れた像がより大きいため、気泡101は音響マッチング材と保持プレートの間にあると判定される。

このように、第二の実施形態では、複数のスライス画像を用いて気泡の検出を行うため、気泡が混入する可能性がある接触面が二つ以上ある場合であっても、正確に気泡を検出することができる。

(変形例)
なお、各実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む被検体情報取得装置の制御方法として実施することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。

例えば、プレスキャンでは、通常の測定時よりも解像度を低く設定することができる。設定する解像度は、気泡を検出するために十分な解像度であればよい。すなわち、図14に示したスキャンピッチPの間隔を広げることによって、探触子の移動速度を向上させることができる。また、この他にも、送信フォーカスの段数を削減することで探触子の移動速度を向上させてもよいし、受信フォーカスを固定してデータを取り込むことで探触子の移動速度を向上させてもよい。このような様々な方法によって、プレスキャンにかかる時間をさらに短縮させることができる。

また、各実施形態では、気泡の面積を推定、および、気泡のX,Y方向に沿った幅を用いて除去が必要な気泡を判断する例を示したが、他の方法を用いて判断を行ってもよい。例えば、気泡の重心を求め、重心から辺縁部までの距離を用いて判断を行ってもよい。

また、各実施形態の説明では、Cモード画像またはスライス画像を二値化することで、除去が必要な気泡を自動的に判別したが、当該画像を操作者に提示し、操作者が画像を観察することで除去が必要な気泡を判断するようにしてもよい。この際、操作者に提示される画像は一枚のみである必要はなく、複数のスライス平面における画像を複数提示し、操作者が当該複数の画像を観察して判断するようにしてもよい。

1・・・CPU、2・・・探触子、3・・・送信制御部、4・・・受信制御部、23・
・・保持プレート

Claims (18)

  1. 被検体に音響波を送信し、反射した音響波を受信および解析することで、前記被検体内の情報を取得する装置であって、
    音響波を送受信する探触子と、
    前記被検体と前記探触子との間に配置され、前記被検体を保持する保持部材と、
    前記探触子によって送受信された音響波の強度を取得し、前記取得した音響波の強度に基づいて画像を生成し、前記画像に基づいて、前記被検体と前記保持部材との間の気泡を検出する気泡検出手段と、
    を有し、
    前記気泡検出手段は、前記画像に基づいて、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報を取得し、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報が所定の条件を満たす場合に、通知手段に通知させる
    ことを特徴とする、装置。
  2. 被検体に光を照射し、前記被検体内で発生した光音響波を受信および解析することで、前記被検体内の情報を取得する装置であって、
    前記被検体に光を照射する光照射部と、
    前記被検体に音響波を送信し、前記被検体内で反射した音響波と、前記光に起因して前記被検体内で発生した光音響波を受信する探触子と、
    前記被検体と前記探触子との間に配置され、前記被検体を保持する保持部材と、
    前記探触子によって送受信された音響波の強度を取得し、前記取得した音響波の強度に基づいて画像を生成し、前記画像に基づいて、前記被検体と前記保持部材との間の気泡を検出する気泡検出手段と、
    を有し、
    前記気泡検出手段は、前記画像に基づいて、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報を取得し、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報が所定の条件を満たす場合に、通知手段に通知させる
    ことを特徴とする、装置。
  3. 前記気泡検出手段は、前記探触子によって音響波が送信されたのち、当該音響波が所定の距離に到達する時間に基づいて算出された時間後に受信された音響波の強度を取得し、前記取得した音響波の強度に基づいて前記画像を生成する
    ことを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。
  4. 前記所定の距離は、前記探触子から、前記保持部材と前記被検体が接触する面までの距離に、検出すべき気泡の大きさに基づいて設定された距離を加えたものである
    ことを特徴とする、請求項3に記載の装置。
  5. 前記気泡検出手段は、前記被検体と前記保持部材との間に配置された音響マッチング材と前記保持部材との間の気泡、および、前記音響マッチング材と前記被検体との間の気泡をそれぞれ検出する
    ことを特徴とする、請求項1からのいずれか1項に記載の装置。
  6. 前記気泡検出手段は、前記保持部材のある面と平行な面について前記画像を生成する
    ことを特徴とする、請求項1からのいずれか1項に記載の装置。
  7. 前記気泡検出手段は、前記被検体と前記保持部材との間に配置された音響マッチング材と、前記保持部材との接触面と平行な面について前記画像を生成する
    ことを特徴とする、請求項1からのいずれか1項に記載の装置。
  8. 前記気泡検出手段は、前記画像から、受信した音響波の強度が所定の値より大きい領域を検出し、当該領域に気泡が存在すると判断する
    ことを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の装置。
  9. 前記気泡の大きさまたは形状に関する情報は、前記気泡の大きさを示す情報を含み、
    前記気泡検出手段は、前記気泡の大きさが所定の大きさを超える場合に、前記通知手段に通知させる
    ことを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の装置。
  10. 前記気泡の大きさまたは形状に関する情報は、前記気泡の面積を示す情報を含み、
    前記気泡検出手段は、前記気泡の面積が所定の値よりも大きい場合に、前記通知手段に通知させる
    ことを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の装置。
  11. 前記気泡の形状に関する情報は、前記気泡の第一の方向に沿った最大径、及び、前記気泡の前記第一の方向と直交する第二の方向に沿った最大径を示す情報を含み、
    前記気泡検出手段は、前記気泡の前記第一の方向に沿った最大径と、前記気泡の前記第二の方向に沿った最大径のいずれか短い方の長さが所定の値よりも大きい場合に、前記通知手段に通知させる
    ことを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の装置。
  12. 前記気泡検出手段は、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報が所定の条件を満たす場合に、被検体内の情報を正常に取得できない旨を、前記通知手段としての表示手段に表示させ
    ことを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載の装置。
  13. 探触子によって送受信された音響波の強度を取得する手段と、
    前記取得した音響波の強度に基づいて画像を生成する手段と、
    前記画像に基づいて、被検体と前記探触子との間の気泡を検出する手段と、
    前記画像に基づいて、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報を取得する手段と、
    前記気泡の大きさまたは形状に関する情報が所定の条件を満たす場合に通知手段に通知させる手段と、
    を有することを特徴とする、気泡検出装置。
  14. 探触子によって送受信された音響波の強度を取得するステップと、
    前記取得した音響波の強度に基づいて画像を生成するステップと、
    前記画像に基づいて、被検体と前記探触子との間の気泡を検出するステップと、
    前記画像に基づいて、前記気泡の大きさまたは形状に関する情報を取得するステップと、
    前記気泡の大きさまたは形状に関する情報が所定の条件を満たす場合に通知手段に通知させるステップと、
    を含むことを特徴とする、気泡検出方法。
  15. 前記気泡の大きさまたは形状に関する情報は、前記気泡の大きさを示す情報を含み、
    前記通知手段に通知させるステップでは、前記気泡の大きさが所定の大きさを超える場合に、前記通知手段に通知させる
    ことを特徴とする、請求項14に記載の気泡検出方法。
  16. 前記気泡の大きさまたは形状に関する情報は、前記気泡の面積を示す情報を含み、
    前記通知手段に通知させるステップでは、前記気泡の面積が所定の値よりも大きい場合に、前記通知手段に通知させる
    ことを特徴とする、請求項14に記載の気泡検出方法。
  17. 前記気泡の大きさまたは形状に関する情報は、前記気泡の第一の方向に沿った最大径、及び、前記気泡の前記第一の方向と直交する第二の方向に沿った最大径を示す情報を含み、
    前記通知手段に通知させるステップでは、前記気泡の前記第一の方向に沿った最大径と、前記気泡の前記第二の方向に沿った最大径のいずれか短い方の長さが所定の値よりも大きい場合に、前記通知手段に通知させる
    ことを特徴とする、請求項14に記載の気泡検出方法。
  18. 請求項14から17のいずれか1項に記載の気泡検出方法を処理装置に実行させるプログラム。
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