JP6335612B2 - 光音響装置、処理装置、処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、光音響装置、光音響装置の制御方法、及びプログラムに関するものである。特に、光を吸収して発生する光音響波を用いた技術に関する。

光を用いたイメージング技術の一つとして、光音響イメージング技術がある。光音響イメージングでは、まず、光源から発生したパルス光が被検体に照射される。照射光は被検体内で伝播・拡散し、被検体内の複数の箇所でこの光のエネルギーを吸収して音響波（以降、光音響波と呼ぶ）が発生する。この光音響波をトランスデューサで受信し、処理装置内で受信信号を解析処理することで、被検体内部の光学特性値に関する情報が画像データとして取得される。これにより、被検体内の光学特性値分布が可視化される。

また、互いに異なる波長を有する光を照射することにより、被検体内に存在する物質の濃度に関する分布を求めることができる。この場合、波長毎に被検体内の光学係数（吸収係数μａ）を求め、それらの値と求める物質固有の波長依存性とを用いて、物質の濃度に関する分布を画像化することができる。特に、オキシヘモグロビンＨｂＯとデオキシヘモグロビンＨｂとの濃度を基に、血液の酸素飽和度を得ることができる。２波長を用いた場合、酸素飽和度ＳＯ_２は次式（１）で求めることができる。

ここで、μ_ａ ^λ１は波長λ_１における吸収係数、μ_ａ ^λ２は波長λ_２における吸収係数を示す。また、ε_Ｈｂ０ ^λ１は波長λ_１におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数、ε_Ｈｂ ^λ１は波長λ１におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数を示す。ε_Ｈｂ０ ^λ２は波長λ_２におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数、ε_Ｈｂ ^λ２は波長λ_２におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数を示す。ε_Ｈｂ０ ^λ１、ε_Ｈｂ ^λ１、ε_Ｈｂ０ ^λ２、ε_Ｈｂ ^λ２は既知の値である。なお、ｒは位置座標を示す。式（１）のように、血液の酸素飽和度を求めるためには、２波長における吸収係数の比が必要となる。

一方、光吸収により被検体内の吸収体から発生する光音響波の初期音圧（）は次式で表すことができる。
Ｐ_０＝Γ・μ_ａ・Φ・・・・・・・・・・（２）
ここで、Γはグリューナイセン（Ｇｒuｎｅｉｓｅｎ）係数であり、体積膨張係数（β）と音速（ｃ）の二乗との積を定圧比熱（Ｃ_ｐ）で除したものである。Φはある位置（局所的な領域）での光量（吸収体に照射された光量であり、光フルエンスとも言う）である。初期音圧（Ｐ_０）は、光音響波を受信した探触子から出力される受信信号（ＰＡ信号）を用いて算出することができる。

式（２）より、２波長における吸収係数の比の値は以下のようになる。

式（３）より、吸収係数の比の値を得るためには、波長λ_１における光量Φ^λ１と波長λ_２におけるΦ^λ２とを求める必要がある。特許文献１の装置では、フォトダイオードを用いて被検体内から放出される光を測定することで、被検体の平均的な光学係数を求め、この光学係数から被検体内における光量Φの分布を計算している。

特開２０１０−８８６２７号公報

特許文献１のような方法の場合、被検体内の光量Φの分布を推定するために、被検体の光学係数を求める等の手順が必要であり、処理もしくはシステム構成が複雑となる。そこで本発明では、より簡易な方法で、濃度に関する情報を取得することを目的とする。

本発明の一態様の光音響装置は、互いに異なる波長を有する複数の光を発生する光源と、前記互いに異なる波長の光がそれぞれ照射されることにより被検体内でそれぞれ発生する光音響波を受信する変換素子と、前記波長毎に前記変換素子からそれぞれ出力される時系列の受信信号を用いて、前記被検体内に存在する物質の濃度に関する情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部が前記濃度に関する情報を取得する場合に用いる係数を、前記情報取得部に指示する指示部と、を備え、
前記指示部は、前記波長毎の光量を含む式で表現可能な値を前記係数として指示し、
前記情報取得部は、前記指示部から指示される前記係数と、前記波長毎の受信信号と、を用いて前記濃度に関する情報を取得することを特徴とする。

本発明により、より簡易な方法で、酸素飽和度等の濃度に関する情報を取得することが可能となる。

実施形態１を適用できる光音響装置の全体構成を示す模式図である。 実施形態１を適用できる信号処理部の構成とその外部構成との接続を示す模式図である。 実施形態１の処理フローの一例を示すフローチャートである。 実施形態１の表示画面の一例を示す模式図である。 実施形態２の処理フローの一例をフローチャートである。 実施形態２の表示画面の一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。同一の構成要素には原則として同一の符号を付して、説明を省略する。

本発明の被検体情報取得装置である光音響装置は、光音響波を受信することにより得られる受信信号を用いて、被検体内の複数位置のそれぞれに対応する特性値の情報（特性値情報）を取得する。本明細書において、「光音響波」とは、光を吸収することにより発生する音響波であり、光超音波とも呼ばれる。また、光吸収することにより発生する「音響波」「超音波」、「音波」、「弾性波」と呼ばれる場合もある。

本発明の一態様において取得される特性値情報は、光エネルギーの吸収率を反映している。具体的な特性値としては、発生した音響波の音圧（典型的には初期音圧）、初期音圧から導かれる光エネルギー吸収密度、吸収係数、組織を構成する物質の濃度、等に関する特性値がある。物質の濃度に関する情報とは、例えば、酸素飽和度、トータルヘモグロビン濃度、オキシヘモグロビンあるいはデオキシヘモグロビン濃度などである。また、グルコース濃度、コラーゲン濃度、メラニン濃度、脂肪や水の体積分率などでもよい。また、複数位置の特性値を基に、２次元又は３次元の特性値分布データを生成してもよい。分布データは画像データとして生成され得る。

なお、以下の実施形態における被検体情報取得装置は、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを主な目的とする。よって、被検体としては生体の一部、具体的には人や動物の乳房などの検査対象が想定される。

［実施形態１］
以下、第１の実施形態の被検体情報取得装置の構成及び処理について説明する。

（全体的な装置構成）
図１は本実施形態の光音響装置の構成を示す模式図である。本実施形態の光音響装置は、光源１００、光音響波を受信する変換素子１１５を備える探触子１０６、変換素子１１５から出力される受信信号を用いて被検体内の特性値情報を取得する信号処理部１０７を少なくとも備える。

光源１００からの光は光導波部１０１により光出射部１０２に導かれ、光出射部１０２から出射される。なお、光源１００からは、互いに異なる波長を有する複数のパルス光が別々のタイミングで出力される。光出射部１０２から出射された光１０３は被検体１０４に照射され、被検体内で対象部位としての光吸収体１０５に到達する。光吸収体１０５としては、典型的には生体内における腫瘍、血管、血管内に存在するヘモグロビン等の物質、がある。光吸収体１０５は、互いに異なる波長それぞれの光のエネルギーを吸収して、光音響波をそれぞれ発生する。発生した光音響波は、被検体内を伝搬し変換素子１１５に到達する。

複数の変換素子１１５の各々は、光音響波を受信することにより時系列の受信信号を出力する。出力された受信信号は、信号処理部１０７に入力される。信号処理部１０７には、照射されたパルス光分の受信信号が順次入力される。

信号処理部１０７は、入力された受信信号を用いて、被検体内の特性値情報を生成する。なお、光音響装置が光音響顕微鏡等である場合は、探触子が備える変換素子１１５は１つでもよいが、光音響装置が乳房等の被検体を検査する生体情報取得装置である場合は、探触子１０６が備える変換素子１１５は複数設けられていることが好ましい。

（信号処理部１０７の内部構成）
次に、本実施形態の信号処理部１０７内の構成を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、本実施形態の信号処理部１０７内の詳細機能を示す構成とその他の外部構成との接続を示す模式図である。図２（ｂ）は、本実施形態の信号処理部１０７の具体的な構成例を示す模式図である。本実施形態の信号処理部１０７は、信号収集部１１０、情報取得部１１１、表示制御部１１２、制御部１１４、指示部１１３、を備える。

信号収集部１１０は、複数の変換素子１１５のそれぞれから出力される時系列のアナログ受信信号をチャネル毎に収集し、受信信号の増幅や、アナログの受信信号のＡＤ変換、デジタル化された受信信号の記憶等の信号処理を行う。

情報取得部１１１は、信号収集部１１０から出力される受信信号を用いて、被検体内の特性値情報を位置毎に取得する。具体的には、チャネル毎の時系列の受信信号を用いて画像再構成を行うことにより、２次元又は３次元の空間座標上の位置に対応する特性値のデータ（分布データ）を求める。画像再構成手法としては、米国特許第５７１３３５６号明細書に記載されているＵｎｉｖｅｒｓａｌ Ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）や、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）等の公知の再構成手法を用いることができる。また、整相加算（Ｄｅｌａｙ ａｎｄ Ｓｕｍ）処理を用いてもよい。

また、光フォーカス型の光音響顕微鏡や、フォーカス型探触子を用いた音響フォーカス型の光音響顕微鏡の場合は、画像再構成処理を行わずに分布データを生成することもできる。具体的には、走査機構により、探触子１０６と光照射スポットとを被検体に対して相対移動させて、探触子１０６は複数の走査位置で光音響波を受信する。そして、情報取得部１１１は、得られた受信信号を時間変化に対して包絡線検波した後、光パルス毎の信号における時間軸方向を奥行き方向に変換して、空間座標上にプロットする。これを走査位置毎に行うことにより、分布データを構成することができる。

表示制御部１１２は、情報取得部１１１により生成された特性情報や分布データを基に、表示部１０９に表示するための画像データを生成する。具体的には、分布データを基に、輝度変換、歪補正、注目領域の切り出し、対数圧縮処理などの画像処理を行う。さらに、分布データと共に各種表示アイテムを並べて表示したり、指示部１１３からの指示を基に表示の更新を行う等の表示制御を行う。

指示部１１３は、情報取得部１１１が受信信号を基に特性値情報を求める際に用いるα値を、情報取得部に指示する。α値については後述の式（６）を用いて詳細に説明する。

制御部１１４は、光音響装置内の各構成ブロックを制御するため、各構成ブロックに必要な制御信号やデータを供給する。具体的には、光源１００へ発光を指示する信号や、探触子１０６内の変換素子１１５の受信制御信号を供給する。また、信号収集部１１０の信号増幅制御、ＡＤ変換タイミング制御、受信信号の記憶制御、探触子１０６を走査する走査機構（不図示）の制御などを行う。さらに、制御部１１４は、術者であるユーザーが各種の操作や指示を入力するための入力手段１０８に接続され、ユーザーからの入力情報を入力手段１０８を介して受け付ける。制御部１１４は、信号収集部１１０、情報取得部１１１、表示制御部１１２、指示部１１３、との間で情報の送受信をそれぞれ行う。さらに、制御部１１４は、受信信号、生成された分布データ、表示画像データ、各種測定パラメーター等を保存してもよい。

（信号処理部１０７における処理）
本実施形態では、情報取得部１１１が、特性値情報として、光音響波の音圧を示す情報と、酸素飽和度を示す情報と、を少なくとも求める。ここで、「酸素飽和度」とは、本明細書における「濃度に関する情報」のうちの１つであり、赤血球中のヘモグロビンのうち、酸素と結合しているヘモグロビンの割合を示す。

酸素飽和度を求めるためには式（３）に示すような複数波長（少なくとも互いに異なる２波長）における吸収係数の比が必要となる。式（３）における初期音圧（Ｐ_０）は、実際に被検体内で発生した光音響波の真値を示している。一方、情報取得部１１１における演算によって得られる初期音圧の計算値（以下、音圧（ＰＡ）とも言う）は、被検体内における光音響波の減衰の影響が含まれる可能性がある。その他にも、システムノイズや画像再構成上で生じるアーチファクトなどの影響が含まれる可能性がある。よって、ＰＡとＰ_０とは必ずしも一致しない。ここで、下記式（４）のように、音響波の減衰に関する値やノイズの影響をまとめて、パラメーターＣで表す。λは波長を示す。
Ｐ_０ ^λ＝Ｃ^λ・ＰＡ^λ・・・・・・・・・・（４）
これより、式（３）を変形すると以下のようになる。

ここで、式（６）のように、音圧以外の波長毎のパラメーター（式（５）においては、ΦとＣ）をまとめて、

と定義する。つまり、波長毎の光量を含む関係式で表現可能な値をαとする。なお、グリューナイセン係数Γは、波長による差異はないため式（３）と式（５）において省略しているが、被検体の温度変化が生じた場合などはグリューナイセン係数Γをαの式に入れてもよい。以下、このαをα値と呼ぶ。α値を用いると、式（５）は、

となる。つまり、α値は、波長毎の吸収係数の比の値を求める際の音圧（ＰＡ）の係数として表現され得る。このとき、酸素飽和度（ＳＯ_２）は以下の式（８）で示される。

このように、酸素飽和度は、情報取得部１１１において波長毎の受信信号に基づいた計算によって得られる波長毎の計算値（ＰＡ）と、係数であるα値と、が決まれば求まる。

次に、信号処理部１０７が酸素飽和度分布を求める処理フローを説明する。図３は、本実施形態における酸素飽和度分布を求める処理のフローチャートを示す。なお、図３のフローは、信号処理部１０７内の信号収集部１１０に、照射された光の波長毎に探触子から順次受信信号が入力され、信号収集部１１０においてＡＤ変換や増幅等の処理が行なわれた状態からスタートしている。

Ｓ１０１のステップでは、情報取得部１１１は、入力された受信信号を用いて、第１波長λ_１における音圧（ＰＡ^λ１）分布データと、第２波長λ_２における音圧（ＰＡ^λ２）分布データと、を取得する。

Ｓ１０２のステップでは、表示制御部１１２が、情報取得部１１１により生成された複数波長分の音圧分布のうち少なくとも１波長分の音圧分布の情報を基に画像処理を行い、音圧分布を示す画像を表示部１０９に表示する。なお、ここで表示される音圧分布の画像は、被検体内における所定の深さの断層像を表示するものとする。表示される深さは、ユーザーにより指示されてもよく、予め設定されていてもよい。ただし、本実施形態では、表示される音圧分布の画像として、被検体内のある領域の３Ｄ画像を表示してもよい。この際、表示される領域は、波長間の光量比の変化がほとんどない（つまり光量比がほぼ同じ）と見なせる程度の範囲であることが好ましい。この表示される領域の範囲は、ユーザーが設定可能になっていてもよく、予め設定されていてもよい。

Ｓ１０３のステップでは、指示部１１３は、ユーザーにより入力されたα値に関する情報を受け付け、そのα値を情報取得部１１１に指示する。この段階では、ユーザーは、任意の値をα値として入力してよい。なお、図４を用いて後述するように、α値の入力として、ユーザーは、値そのものを入力してもよいし、スライドバー等を用いて入力することもできる。

Ｓ１０４のステップでは、情報取得部１１１は、指示されたα値と、波長λ_１における音圧（ＰＡ^λ１）分布データと、波長λ_２における音圧（ＰＡ^λ２）分布データと、を用いて、酸素飽和度の分布データを取得する。なお、ここでは、被検体表面における光照射領域からの距離及び探触子からの距離が一様な距離（深さ）と見なせる程度の範囲の分布データを生成するものとする。この範囲内においては、被検体内における光減衰や音響波減衰はほぼ同じであると見なせるため、この範囲の画像内であれば、どの位置でも同じα値を用いることができる。

Ｓ１０５のステップでは、表示制御部１１２は、情報取得部１１１により生成された酸素飽和度の分布データを基に画像データを生成し、表示部１０９に表示する。これにより、ユーザーは、表示された酸素飽和度分布の画像を見て、その酸素飽和度分布が確からしいか確認することができる。酸素飽和度が確からしいかの判断基準としては、例えば、Ｓ１０２のステップにより表示された音圧分布の画像を基に動脈の血管位置を判断し、その血管位置の酸素飽和度が９５％近傍の値となっている場合は正しいと判断してもよい。また、動脈と静脈とが並走しているような伴行血管がある場合は、この伴行血管のうち細いほうの血管を動脈として判断し、酸素飽和度が正しいかの判断を行ってもよい。

Ｓ１０６のステップでは、制御部１１４は、ユーザーにより入力された判断情報を受け、判断がＹＥＳ（「酸素飽和度が確からしい」）との判断情報を受けた場合は処理フローを終了し、判断がＮＯ（「酸素飽和度が確からしくはない」）との判断情報を受けた場合はＳ１０３のステップに戻る。

Ｓ１０３のステップに戻った場合は、再度ユーザーから変更後のα値に関する入力を受け、Ｓ１０４でその変更後のα値に基づく酸素飽和度の分布データが生成される。Ｓ１０５では、新たな酸素飽和度の分布データに基づき、α値変更前の酸素飽和度分布の画像からα値変更後の酸素飽和度分布の画像へ変更（更新）される。このように、ユーザーから「酸素飽和度が確からしい」との判断情報が入力されるまで、この処理は繰り返される。

なお、２回目以降のＳ１０３のα値の入力と、Ｓ１０６におけるＮＯの（「酸素飽和度が確からしくはない」）の判断情報の入力と、を兼ねることもできる。つまり、ｎ回目のＳ１０６において、直前（ｎ−１回目）に入力されたα値とは異なるα値の入力を受け付けることにより、Ｓ１０６におけるＮＯの判断としてもよい。この場合、直後（ｎ＋１回目）のＳ１０３は省略され得る。また、Ｓ１０６においてα値の変更指示がなければ、「酸素飽和度は確からしい」との判断となるため、処理フローは終了する。

図４は、Ｓ１０５により表示される表示画面の例を示す模式図である。符号３０１は、Ｓ１０２において生成された１波長分（λ_１）の音圧分布の画像を示す。なお、このＳ１０２では、別波長（λ_２）の音圧分布を表示してもよい。符号３０２は、複数波長分の音圧分布データとα値とを用いて取得された酸素飽和度分布の画像を示す。酸素飽和度分布の画像の隣には、輝度値と酸素飽和度との関係を示すガイド表示のためのアイテム（例えばカラーバー）が表示されている。また、酸素飽和度分布の画像上でユーザーがカーソルを動かして任意の注目位置（例えば動脈）を指定することで、その位置の酸素飽和度の値が表示されるようにしてもよい。このように、注目位置の酸素飽和度の値自体を表示することで、ユーザーが、酸素飽和度が確からしいかどうかを判断する際の視認性が向上する。

符号３０３は、ユーザーがα値を入力するためのスライドバーである。ユーザーがこのスライドバーをスライドすると、指示部１１３が指示するα値が変更される。α値が変更されると、酸素飽和度分布の画像が更新される。なお、α値の入力のための表示アイテムは、スライドバーだけでなく、符号３０４のように値を直接入力するような枠を設けるなどの表示アイテムでもよい。

以上説明したように、本実施形態では、酸素飽和度等の濃度に関する情報を求める場合において、実際に光量センサで測定した光量値ではなく、波長毎の光量を含む関係式で表現することのできるα値を用いる。これにより、簡易的に酸素飽和度の分布を得ることができる。また、本実施形態においては、α値を更新することにより、より正確な酸素飽和度分布の画像が得られる。なお、濃度に関する情報としては、酸素飽和度だけでなく、トータルヘモグロビン濃度、オキシヘモグロビンあるいはデオキシヘモグロビン濃度などでもよい。また、グルコース濃度、コラーゲン濃度などでもよい。

なお、上述の処理フローでは、ユーザーからα値に関する情報が入力され、その入力情報に基づき指示部１１３が情報取得部１１１にα値を指示していたが、本実施形態はこの方法に限定されない。つまり、ユーザーからのα値に関する入力がなくとも、指示部１１３がα値を情報取得部１１１に指示してもよい。

例えば、最初からα値は必ずしも正解値が入力される必要はないため、１回目のＳ１０３のフローにおいて指示部１１３が所定のα値を指示する。そして、ユーザーから酸素飽和度分布が確からしいとの判断情報が入力されるまで、指示部１１３は少しずつα値の値を変更しながら情報取得部１１１への指示を繰り返す。このような構成においても、簡易的に酸素飽和度の分布を得ることができる。さらに、ユーザーが被検者（検査の対象者）の年齢や人種に関する対象者情報を入力してもよい。このような入力により、１回目のＳ１０３のフローにおいて指示部１１３は、その対象者情報から統計的に導かれるα値を取得し、指示することもできる。このような対象者情報を用いることにより、確からしい酸素飽和度が効率良く得られるため好ましい。

また、上述の例では、生成される酸素飽和度分布として、被検体表面における光照射領域からの距離及び探触子からの距離が一様な距離（深さ）と見なせる程度の範囲の分布データが生成される例を説明している。そのため、指示部１１３は、この画像内のどの位置でも同じ値のα値を指示している。しかしながら、光照射領域からの距離や探触子からの距離が画像内の各位置で異なる場合、指示部１１３は被検体内の位置に応じて異なるα値を指示することが好ましい。例えば、光照射領域からの距離が異なる場合は、距離が離れるにつれて指数関数的に大きくなるα値を指示するとよい。なお、被検体が湾曲していたり凹凸がある場合など、ある範囲の領域内において、被検体表面の光照射領域からの距離及び音響波の減衰が一様とみなせない場合においても、その領域内の各位置に応じて異なるα値を指示することが好ましい。また、３Ｄ画像の場合は、その３Ｄ領域内において、波長毎の光減衰の量が、被検体表面における光照射領域からの距離に応じて異なる。この場合は、照射位置からの距離に応じて異なるα値を指示することが好ましい。

（信号処理部１０７の具体的な構成例）
以降、詳細に本実施形態の信号処理部１０７内の各構成例を説明する。

信号収集部１１０としては、一般的にＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる回路を用いることができる。具体的には、信号収集部１１０は、受信信号を増幅する増幅器、アナログの受信信号をデジタル化するＡＤ変換器、受信信号を記憶するＦＩＦＯ、ＲＡＭ等のメモリ等を含む。

情報取得部１１１としては、ＣＰＵやＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）チップ等の演算回路を用いることができる。なお、情報取得部１１１は、１つのプロセッサや演算回路から構成されるだけでなく、複数のプロセッサや演算回路から構成されていてもよい。

また、情報取得部１１１は、信号収集部１１０から出力される受信信号を記憶するメモリを備えていてもよい。メモリは、典型的にはＲＯＭ、ＲＡＭ、およびハードディスクなどの記憶媒体から構成される。なお、メモリは、１つの記憶媒体から構成されるだけでなく、複数の記憶媒体から構成されていてもよい。

表示制御部１１２、指示部１１３、制御部１１４についても、情報取得部１１１と同様にＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサ、ＦＰＧＡチップ等の回路を１つ又は複数組み合わせて構成することができる。また、表示制御部１１２、指示部１１３、制御部１１４は、受信信号、生成された分布データ、表示画像データ、各種測定パラメーター等を記憶するメモリを備えていてもよい。メモリは、典型的には１つ以上のＲＯＭ、ＲＡＭ、およびハードディスクなどの記憶媒体から構成される。

図２（ｂ）は、信号処理部１０７の一具体例と外部構成との関係を示す。図２（ｂ）の例では、信号処理部１０７は、ＤＡＳ２０１、メモリ２０２、ＣＰＵ２０３、ＧＰＵ２０４を備える。

ＤＡＳ２０１は、本実施形態における信号収集部１１０の一機能を担う。ＤＡＳ２０１から転送されたデジタル信号はメモリ２０２に記憶される。

ＣＰＵ２０３は、本実施形態における制御部１１４、指示部１１３、表示制御部１１２、情報取得部１１１のうちの機能の一部を担う。具体的にはＣＰＵ２０３は、入力手段１０８を介してユーザーからの各種のパラメーターや操作に関する指示を受け付けて、必要な制御情報を生成し、システムバス２００を介して各構成ブロックを制御する。また、ＣＰＵ２０３は、メモリ２０２に記憶されたデジタル信号に対して積算処理や補正処理などの信号処理を行うことができる。さらに、ＣＰＵ２０３は、信号処理後のデジタル信号をメモリ２０２に再度書き込み、ＧＰＵ２０４による分布データの生成に供される。

ＧＰＵ２０４は、本実施形態における情報取得部１１１、表示制御部１１２のうちの機能の一部を担う。具体的には、ＣＰＵ２０３により信号処理されメモリ２０２に書き込まれたデジタル信号を用いて分布データを作成する。また、ＧＰＵ２０４は、作成された分布データに対して、輝度変換や歪補正、注目領域の切り出しなどの各種画像処理を適用して、画像データを作成することができる。なお、同様の処理は、ＣＰＵ２０３でも可能である。

以下、本実施形態の信号処理部１０７以外の構成についても具体的な構成例を説明する。

（光源１００）
光源１００は、ナノ秒からマイクロ秒オーダーのパルス光を発生可能なパルス光源が好ましい。具体的なパルス幅としては、１〜１００ナノ秒程度のパルス幅が使われる。また、波長としては４００ｎｍから１６００ｎｍ程度の範囲の波長が使われる。特に、生体の深部をイメージングする際には、「生体の窓」と呼ばれる波長帯域（生体の背景組織において吸収が少ない波長帯域）の光を用いる。具体的には、７００ｎｍから１１００ｎｍの領域が好ましい。一方、生体表面近傍の血管を高解像度でイメージングする際は可視光領域を用いることが好ましい。ただし、テラヘルツ波、マイクロ波、ラジオ波領域の使用も可能である。

具体的な光源１００としては、レーザーが好ましく、本実施形態では複数波長の光を用いるため、発振する波長の変換が可能なレーザーがより好ましい。ただし、複数波長を被検体１０４に照射できればよいため、互いに異なる波長の光を発振する複数台のレーザーを、それぞれ発振切り替えを行いながら、用いることも可能である。また、互いに異なる波長の光を発振する複数台のレーザーを、交互に発光させながら用いることも可能である。複数台のレーザーを用いた場合もそれらをまとめて光源として表現する。

レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用することができる。特に、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーやアレクサンドライトレーザーなどのパルスレーザーが好ましい。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー光を励起光とするＴｉ：ｓａレーザーやＯＰＯ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）レーザーを用いてもよい。また、レーザーの代わりに発光ダイオードなどを用いることも可能である。

（光導波部１０１、光出射部１０２）
光源１００から被検体１０４までは、光導波部１０１と光出射部１０２により光が伝達される。光導波部１０１及び光出射部１０２は、レンズ、ミラー、光ファイバ等の光学素子を用いることができる。ただし、光源１００から直接被検体に光照射することも可能である。また、乳房等を検査対象とする生体情報取得装置においては、光出射部１０２はレンズ等によりビーム光の径を広げて照射することが好ましい。一方、光音響顕微鏡においては、解像度を上げるためにレンズ等でビーム光の径をフォーカスして照射することが好ましい。また、光出射部１０２を被検体１０４に対して移動してもよく、これにより被検体１０４の広い範囲のイメージングが可能になる。

（探触子１０６）
探触子１０６は１つ以上の変換素子１１５を備える。変換素子１１５は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電現象を用いた圧電素子、光の共振を用いた変換素子、ＣＭＵＴ等の静電容量型の変換素子など、音響波を受信して電気信号に変換できるものであればどのような変換素子を用いてもよい。複数の変換素子１１５を備える場合は、１Ｄアレイ、１．５Ｄアレイ、１．７５Ｄアレイ、２Ｄアレイ、と呼ばれるような平面又は曲面内に並ぶように配置されることが好ましい。

また、乳房等を検査する生体情報取得装置の場合は、広い範囲のイメージングを行うため、探触子１０６は、被検体に対して機械的に移動するよう構成されていることが好ましい。ハンドヘルド型の探触子１０６の場合は、ユーザーが探触子１０６を把持して動かしてもよい。光音響顕微鏡の場合は、探触子１０６はフォーカス型探触子とすることが好ましく、探触子１０６は被検体１０４の表面に沿って機械的に移動することが好ましい。また、照射光１０３の照射位置と探触子１０６とは同期して移動することが好ましい。

また、探触子１０６内には、変換素子１１５から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器を設けてもよい。

（入力手段１０８）
マウス、キーボード、タッチパネル、音声入力部、などを用いることができる。なお、入力手段１０８は、本実施形態の光音響装置が備える構成とはせずに、別に用意して光音響装置に接続してもよい。

（表示部１０９）
表示部である表示部１０９は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイを用いることができる。なお、表示部１０９は、本実施形態の光音響装置が備える構成とはせずに、別に用意して光音響装置に接続しても良い。

［実施形態２］
次に、実施形態２について説明する。本実施形態の光音響装置は、実施形態１の光音響装置と同様の装置構成を用いため、各構成の詳細説明は省略する。ただし、信号処理部１０７における処理内容に実施形態１とは異なる部分があるため、以下では、実施形態１とは異なる部分に絞って説明する。

まず、図５を用いて、本実施形態の信号処理部１０７の処理内容を説明する。図５は信号処理部１０７が酸素飽和度分布を求めるための処理フロー示すフローチャートである。なお、図５のフローは、信号処理部１０７内の信号収集部１１０に、照射された光の波長毎に探触子から順次受信信号が入力され、信号収集部１１０においてＡＤ変換や増幅等の処理が行なわれた状態からスタートしている。

Ｓ５０１のステップでは、情報取得部１１１は、入力された受信信号を用いて、波長λ_１における音圧（ＰＡ^λ１）分布データと、波長λ_２における音圧（ＰＡ^λ２）分布データと、を取得する。

Ｓ５０２のステップでは、表示制御部１１２が、情報取得部１１１により生成された複数波長分の音圧分布のうち少なくとも１波長分の音圧分布の情報を基に画像処理を行い、音圧分布を示す画像を表示部１０９に表示する。なお、ここで表示される音圧分布の画像は、被検体内における所定の深さの断層像を表示するものとする。表示される深さは、ユーザーにより指示されてもよく、予め設定されていてもよい。ただし、本実施形態では、表示される音圧分布の画像として、被検体内のある領域の３Ｄ画像を表示してもよい。この際、表示される領域は、波長間の光量比の変化がほとんどない（つまり光量比がほぼ同じ）と見なせる程度の範囲であることが好ましい。この表示される領域の範囲は、ユーザーが設定可能になっていてもよく、予め設定されていてもよい。

Ｓ５０３のステップでは、指示部１１３は、入力手段１０８及び制御部１１４を介して、ユーザーにより入力された注目位置の情報を受け付ける。この場合における注目位置としては、酸素飽和度が既知である注目血管の位置や、酸素飽和度が９５％近傍として見なすことのできる動脈の位置である。ユーザーは、表示されている音圧分布を見ながら、音圧分布内の注目位置を指示するとよい。

さらに、Ｓ５０３では、指示部１１３は、指示された注目位置における酸素飽和度の値を受け付ける。この注目位置の酸素飽和度値は、ユーザーが入力してもよいし、制御部１１４内に予め記憶されている値が入力されてもよい。例えば、注目位置としてユーザーが動脈の位置を指定する場合は、制御部１１４内に記憶されている動脈の酸素飽和度値（例えば９７％）が指示部１１３に入力されるとよい。

Ｓ５０４のステップでは、指示部１１３は、入力された注目位置の情報と、２波長分の音圧分布データと、注目位置における酸素飽和度と、を用いて式（８）に基づき注目位置におけるα値を求める。そして、指示部１１３は、求めたα値を情報取得部１１１に指示する。

Ｓ５０５のステップでは、情報取得部１１１は、指示されたα値と、波長λ_１における音圧（ＰＡ^λ１）分布データと、波長λ_２における音圧（ＰＡ^λ２）分布データと、を用いて、注目位置以外の位置の酸素飽和度を求める。これにより、注目位置以外の位置の酸素飽和度と、注目位置の既知の酸素飽和度と、が得られるため、情報取得部１１１は酸素飽和度の分布データを取得することができる。なお、このフローにおいては、被検体表面における光照射領域からの距離及び探触子からの距離が一様な距離（深さ）と見なせる程度の範囲の酸素飽和度分布を生成するものとする。つまり、この場合においては、被検体内における光減衰や音響波減衰はほぼ同じであると見なせるため、この画像内であればどの位置でも同じα値であると見なせる。よって、Ｓ５０４において指示部１１３が情報取得部１１１に指示するα値は、注目位置におけるα値であると共に、画像内の注目位置以外の位置におけるα値とする。

Ｓ５０６のステップでは、表示制御部１１２は、情報取得部１１１により生成された酸素飽和度の分布データを基に画像データを生成し、表示部１０９に表示する。

ここで、本実施形態の表示画面の一例を図６を用いて説明する。図６は、表示画面の一例を示す模式図である。符号６０１は、Ｓ５０１において生成された１波長分（λ_１）の音圧分布の画像を示す。なお、Ｓ５０２では、１波長分の音圧分布だけでなく別波長（λ_２）の音圧分布を表示してもよい。符号６０２は、Ｓ５０４において生成された酸素飽和度分布の画像を示す。酸素飽和度分布の画像の隣には、輝度値と酸素飽和度との関係を示すガイド表示のアイテム（例えばカラーバー）が表示されている。符号６０３は、Ｓ５０３においてユーザーが注目位置を入力するためのカーソルである。ユーザーは、入力手段１０８を用いてこのカーソルを移動させ、注目位置を指示する。指示された注目位置の情報は指示部１１３に入力される。注目位置やその注目位置における酸素飽和度が変更されると、符号６０２で示す酸素飽和度分布の画像が更新される。

符号６０４は、Ｓ５０３において、ユーザーが注目位置における酸素飽和度の値を直接入力するための枠を示す。また、枠のような表示アイテムではなく、符号６０５で示すようにスライドバーで酸素飽和度値を入力してもよい。

以上説明したように、本実施形態においても、酸素飽和度等の濃度に関する情報を求める場合において、実際に光量センサで測定した光量値ではなく、波長毎の光量を含む関係式で表現することのできるα値を用いる。これにより、簡易的に酸素飽和度の分布を得ることができる。また、本実施形態においては、酸素飽和度が推定可能な注目位置を指示することにより、より簡便に確からしい酸素飽和度分布の画像が得られる。なお、濃度に関する情報としては、酸素飽和度だけでなく、トータルヘモグロビン濃度、オキシヘモグロビンあるいはデオキシヘモグロビン濃度などでもよい。また、グルコース濃度、コラーゲン濃度などでもよい。

なお、上述の処理フローでは、ユーザーが注目位置の指示を行い、その注目位置の情報が指示部１１３に入力されているが、本実施形態はこの方法に限定されない。つまり、ユーザーからの注目位置の指示がなくとも、制御部１１４が注目位置を情報取得部１１１に指示してもよい。具体的には、動脈等の注目血管の形状が既知の場合は、制御部１１４は、パターンマッチング法などを用いて自動で注目血管の位置を特定することができる。例えば、伴行している血管を自動で抽出することで、注目血管の位置を特定することができる。

パターンマッチングでは、制御部１１４は、特定対象の注目血管の形状を示すテンプレートデータを記憶している。テンプレートデータは、シミュレーションや実測によって作成することができる。音圧分布内のある像のデータがこのテンプレートデータと類似していれば、その像は注目血管である可能性が高いと言える。よって、制御部１１４は、音圧分布の一部を抜き出し、テンプレートデータとの類似度を計算する。制御部１１４は音圧分布から抜き出す部分をずらしながら、類似度計算を繰り返す。類似度は正規化相互相関（ＺＮＣＣ：Ｚｅｒｏ−ｍｅａｎ Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）によって計算することができる。また、ＳＳＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）やＳＡＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）など類似度を示すパラメーターを用いてもよい。

制御部１１４は、このような類似度計算を繰り返し、類似度が所定の閾値よりも高い位置を判定することにより、テンプレートデータと類似の像（つまり注目血管）を抽出することができる。

また、上述のフローでは、生成される酸素飽和度分布として、被検体表面における光照射領域からの距離及び探触子からの距離が一様な距離（深さ）と見なせる程度の範囲の分布データが生成される例を説明している。そのため、Ｓ５０４では、指示部１１３は、注目位置も注目位置以外の位置も同じαの値であると見なし、求めた注目位置のα値を指示している。しかしながら、光照射領域からの距離や探触子からの距離が画像内の各位置で異なる場合、指示部１１３は各位置で異なるα値を指示することが好ましい。例えば、光照射領域からの距離が異なる場合は、距離が離れるにつれて指数関数的に大きくなるα値を指示するとよい。

被検体が湾曲していたり凹凸がある場合など、ある範囲の領域内において、被検体表面の光照射領域からの距離及び音響波の減衰が一様とみなせない場合においても、その領域内の各位置に応じて異なるα値を指示することが好ましい。また、３Ｄ画像の場合は、その３Ｄ領域内において、波長毎の光減衰の量が、被検体表面における光照射領域からの距離に応じて異なる。この場合は、照射位置からの距離に応じて異なるα値を指示することが好ましい。

このように位置に応じて異なるα値を指示する方法として次のような処理がある。まず、Ｓ５０３において動脈などの注目位置が指示されると、画像上においてそのつながりから注目した動脈全体を抽出する。

そしてＳ５０４において、動脈上の各位置における２波長分の音圧分布データと動脈の酸素飽和度値（例えば９７％）により、動脈の各位置においてα値を計算する。そして、指示部１１３は、求めた各動脈位置におけるα値を情報取得部１１１に指示する。その後、Ｓ５０５のステップでは、情報取得部１１１は、指示された各位置におけるα値と、波長λ_１における音圧（ＰＡ^λ１）分布データと、波長λ_２における音圧（ＰＡ^λ２）分布データと、を用いて、各注目位置近傍もしくは被検体表面における光照射領域からの距離及び探触子からの距離が一様な距離（深さ）と見なされる位置での酸素飽和度を求める。これにより、注目位置以外の、つまり注目した動脈近傍の位置の酸素飽和度と、注目位置の既知の酸素飽和度と、が得られるため、情報取得部１１１は注目した動脈およびその近傍の酸素飽和度の分布データを取得することができる。

上記の手法は２Ｄ画像に用いることも可能である。また、指定する注目位置として動脈を例に挙げたが、酸素飽和度が既知であるものであれば他のもの指定することができる。

［その他の実施形態］
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、上述した各実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、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における１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００ 光源
１１５ 変換素子
１０６ 探触子
１０７ 信号処理部
１１０ 信号収集部
１１１ 情報取得部
１１２ 表示制御部
１１３ 指示部
１１４ 制御部

Claims (23)

1. 互いに異なる波長を有する複数の光を発生する光源と、
   前記互いに異なる波長の光がそれぞれ照射されることにより被検体内でそれぞれ発生する光音響波を受信する変換素子と、
   前記波長毎に前記変換素子からそれぞれ出力される時系列の受信信号を用いて、前記被検体内に存在する物質の濃度に関する情報を取得する情報取得部と、
   ユーザーから、前記波長毎の光量を含む式で表現可能な係数に関する入力を受け付け、前記情報取得部に指示する指示部と、
   を備え、
   前記情報取得部は、前記指示部から指示される前記係数と、前記波長毎の受信信号と、を用いて前記濃度に関する情報を取得する
   ことを特徴とする光音響装置。
2. 前記光源は、第１波長を有する光と、前記第１波長とは異なる第２波長を有する光と、を発生し、
   前記情報取得部は、
   前記第１波長の光による受信信号を用いて、前記第１波長の光照射により発生した光音響波の第１音圧の情報を求め、
   前記第２波長の光による受信信号を用いて、前記第２波長の光照射により発生した光音響波の第２音圧の情報を求め、
   前記第１音圧の情報と、前記第２音圧の情報と、前記係数と、を用いて、前記濃度に関する情報として酸素飽和度の情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光音響装置。
3. 前記第１音圧の情報をＰＡ ^λ１ とし、前記第２音圧の情報をＰＡ ^λ２ とし、前記係数をαとし、前記酸素飽和度をＳＯ _２ とし、前記第１波長におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ０ ^λ１ とし、前記第１波長におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ ^λ１ とし、前記第２波長におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ０ ^λ２ とし、前記第２波長におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ ^λ２ とした場合に、
   前記情報取得部は、下記式にしたがって前記酸素飽和度を求める
   

   

   
   ことを特徴とする請求項２に記載の光音響装置。
4. 前記指示部は、ユーザーから前記係数の変更に関する指示を受けて、前記係数を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光音響装置。
5. 前記情報取得部は、変更前の前記係数と変更後の前記係数とのそれぞれに基づいて、前記変更前の係数に基づく前記濃度に関する情報と、前記変更後の係数に基づく前記濃度に関する情報を取得することを特徴とする請求項４に記載の光音響装置。
6. 表示部を制御する表示制御部を備え、
   前記表示制御部は、前記変更前の係数に基づく前記濃度に関する情報と、前記変更後の係数に基づく前記濃度に関する情報と、を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項５に記載の光音響装置。
7. ユーザーから前記係数に関する入力を受け付けるためのアイテムを表示部に表示させる表示制御部を更に有する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光音響装置。
8. 前記情報取得部は、前記濃度に関する情報として、酸素飽和度の情報を求めることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光音響装置。
9. 前記指示部は、前記被検体内の位置によって異なる係数を指示する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光音響装置。
10. 表示部を制御する表示制御部を更に有し、
    前記情報取得部は、前記互いに異なる波長のうちの第１波長による受信信号に基づいて、前記第１波長の光により発生する光音響波の音圧の情報を被検体内の複数の位置毎に求めて、音圧分布データを取得し、
    前記表示制御部は、前記音圧分布データを前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光音響装置。
11. 前記指示部は、ユーザーから、前記音圧分布データ内における注目位置の指示を受け付けることを特徴とする請求項１０に記載の光音響装置。
12. 前記指示部は、注目位置として前記音圧分布データを基に注目位置を抽出することを特徴とする請求項１０に記載の光音響装置。
13. 前記指示部は、前記注目位置における前記物質の濃度に関する情報を基に、前記注目位置以外の位置における前記濃度に関する情報を取得するための前記係数を取得し、
    前記情報取得部は、前記注目位置以外の位置における前記濃度に関する情報を取得するための前記係数を基に、前記注目位置以外の位置における前記濃度に関する情報を求める
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光音響装置。
14. 互いに異なる波長の光が被検体にそれぞれ照射されることにより発生する光音響波に由来する情報に基づいて、前記被検体内に存在する物質の濃度に関する情報を求める処理装置であって、
    ユーザーにより入力された、前記波長毎の光量を含む式で表現可能な係数に関する情報を取得し、
    ユーザーにより入力された前記係数に関する情報と、前記波長毎の前記光音響波に由来する前記情報と、を用いて前記濃度に関する情報を求める
    ことを特徴とする処理装置。
15. 互いに異なる波長の光が被検体にそれぞれ照射されることにより発生する光音響波に由来する情報に基づいて、前記被検体内に存在する物質の濃度に関する情報を求める処理装置であって、
    ユーザーにより入力された注目位置の情報を取得し、
    前記注目位置における前記濃度に関する情報を取得し、
    前記注目位置における前記濃度に関する情報と、前記光音響波に由来する前記情報と、を用いて、前記注目位置以外の位置における前記濃度に関する情報を取得する場合に用いる係数を求め、
    前記係数と、前記光音響波に由来する前記情報と、を用いて前記注目位置以外の位置における前記濃度に関する情報を求める
    ことを特徴とする処理装置。
16. ユーザーにより入力された、前記注目位置における前記濃度に関する情報を取得する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の処理装置。
17. 互いに異なる波長の光は、第１波長を有する光と、前記第１波長とは異なる第２波長を有する光とを含み、
    前記光音響波に由来する情報として、前記第１波長の光照射により発生した光音響波の第１音圧の情報を取得し、
    前記光音響波に由来する情報として、前記第２波長の光照射により発生する光音響波の第２音圧の情報を取得し、
    前記第１音圧の情報と、前記第２音圧の情報と、前記係数と、を用いて、前記濃度に関する情報として酸素飽和度の情報を求める
    ことを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の処理装置。
18. 前記第１音圧の情報をＰＡ ^λ１ とし、前記第２音圧の情報をＰＡ ^λ２ とし、前記係数をαとし、前記酸素飽和度をＳＯ _２ とし、前記第１波長におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ０ ^λ１ とし、前記第１波長におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ ^λ１ とし、前記第２波長におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ０ ^λ２ とし、前記第２波長におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ ^λ２ とした場合に、
    下記式にしたがって前記酸素飽和度を求める
    

    

    
    ことを特徴とする請求項１７に記載の処理装置。
19. 被検体内の酸素飽和度の情報を求める処理装置であって、
    ユーザーにより入力された係数に関する情報を取得し、
    前記被検体への第１波長の光照射により発生した光音響波の第１音圧の情報を取得し、
    前記被検体への前記第１波長とは異なる第２波長の光照射により発生する光音響波の第２音圧の情報を取得し、
    前記第１音圧の情報をＰＡ ^λ１ とし、前記第２音圧の情報をＰＡ ^λ２ とし、前記係数をαとし、前記酸素飽和度をＳＯ _２ とし、前記第１波長におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ０ ^λ１ とし、前記第１波長におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ ^λ１ とし、前記第２波長におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ０ ^λ２ とし、前記第２波長におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ ^λ２ とした場合に、
    下記式にしたがって前記酸素飽和度の情報を求める
    

    

    
    ことを特徴とする処理装置。
20. 互いに異なる波長の光がそれぞれ照射されることにより被検体内でそれぞれ発生する光音響波に由来する情報を用いて、前記被検体内に存在する物質の濃度に関する情報を求める処理方法であって、
    ユーザーにより入力された、前記波長毎の光量を含む式で表現可能な係数に関する情報を取得し、
    ユーザーにより入力された前記係数と、前記波長毎の前記光音響波に由来する前記情報と、を用いて前記濃度に関する情報を求める
    ことを特徴とする処理方法。
21. 互いに異なる波長の光がそれぞれ照射されることにより被検体内でそれぞれ発生する光音響波に由来する情報を用いて、前記被検体内に存在する物質の濃度に関する情報を求める処理方法であって、
    ユーザーにより入力された注目位置の情報を取得し、
    前記注目位置における前記濃度に関する情報を取得し、
    前記注目位置における前記濃度に関する情報と、前記光音響波に由来する前記情報と、を用いて、前記注目位置以外の位置における前記濃度に関する情報を取得する場合に用いる係数を求め、
    前記係数と、前記波長毎の前記光音響波に由来する前記情報と、を用いて前記注目位置以外の位置における前記濃度に関する情報を取得する
    ことを特徴とする処理方法。
22. 被検体内の酸素飽和度の情報を求める処理方法であって、
    ユーザーにより入力された係数に関する情報を取得し、
    前記被検体への第１波長の光照射により発生した光音響波の第１音圧の情報を取得し、
    前記被検体への前記第１波長とは異なる第２波長の光照射により発生する光音響波の第２音圧の情報を取得し、
    前記第１音圧の情報をＰＡ ^λ１ とし、前記第２音圧の情報をＰＡ ^λ２ とし、前記係数をαとし、前記酸素飽和度をＳＯ _２ とし、前記第１波長におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ０ ^λ１ とし、前記第１波長におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ ^λ１ とし、前記第２波長におけるオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ０ ^λ２ とし、前記第２波長におけるデオキシヘモグロビンのモル吸光係数をε _Ｈｂ ^λ２ とした場合に、
    下記式にしたがって前記酸素飽和度の情報を求める
    

    

    
    ことを特徴とする処理方法。
23. 請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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