JP6452314B2 - 光音響装置、信号処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、光音響効果を利用して被検体情報を取得する光音響装置に関する。

光と超音波を使用して生体の機能情報を取得する技術（Ｐｈｏｔｏ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下ＰＡＴと表記する）が、これまでに提案されている。

可視光や近赤外光などのパルス光を生体組織に照射すると、生体内部の光吸収物質、特に血液中のヘモグロビンなどの物質が、パルス光のエネルギーを吸収して瞬間的に膨張した結果、光音響波（典型的には超音波）を発生させる。この現象を光音響効果と呼び、ＰＡＴは、その光音響波を測定することで生体組織の情報を可視化するものである。生体組織の情報として光エネルギー吸収密度分布（光音響波の発生源となった生体内の光吸収物質の密度分布）を可視化することで、癌組織による活発な血管新生を画像化できる。また、生じる光音響波の光波長依存性を利用して、血液の酸素飽和度などの機能情報を得ることができる。

さらにＰＡＴの技術においては、生体情報の画像化に光と超音波を用いることから無被爆非侵襲での画像診断が可能であり、患者負担の点で大きな優位性を有している。したがって、繰り返し診断することが難しいＸ線装置に代わり、乳がんのスクリーニングと早期診断での活用が期待される。

特許文献１には、半球面上の異なる位置に配置された複数の音響波受信素子から構成される探触子を機械的に走査することで広範囲の被検体情報を取得する技術が開示されている。また、球面上に配置された音響波受信素子の受信指向を所定の領域に指向させることで、当該所定領域を高分解能に可視化することができる。そして、半球面形状の探触子の位置、すなわち高分解能に可視化することのできる所定領域を機械的に走査することで、広範囲の被検体領域を、全域にわたって高分解能に可視化することができる。

特開２０１２−１７９３４８号公報

ところで、特許文献１に記載されたような装置においては、探触子が複数の位置に位置するときにトランスデューサから出力された受信信号をメモリに保存する必要がある。一方、メモリに保存される受信信号のデータ量を低減することが望まれている。

そこで本発明は、メモリに保存する受信信号のデータ量を低減することのできる光音響装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光音響装置は、光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信した複数の受信素子から出力された受信信号に基づいて、関心領域の被検体情報を取得する光音響装置であって、受信信号に基づいて受信信号データを生成し、保存する信号データ取得部と、関心領域を示す情報を取得する第１領域取得部と、
複数の受信素子の指向軸が集まる領域を示す情報を取得する第２領域取得部と、
受信信号データに基づいて、関心領域の被検体情報を取得する被検体情報取得部と、を有し、信号データ取得部は、関心領域を示す情報、及び、指向軸が集まる領域を示す情報に基づいて、指向軸が集まる領域が関心領域に含まれないときに複数の受信素子のそれぞれから出力された受信信号に由来する受信信号データのデータ量を、指向軸が集まる領域が関心領域に含まれるときに複数の受信素子のそれぞれから出力された受信信号に由来する受信信号データのデータ量よりも小さくする。

本発明に係る光音響装置によれば、メモリに保存する受信信号のデータ量を低減することができる。

実施形態に係る光音響装置の装置構成の概略図 実施形態に係る探触子の構成を説明する概念図 実施形態に係る探触子の受信特性を説明する概念図 実施形態に係る保存制御を説明する概念図 実施形態に係る被検体情報の取得の流れを示すフロー図

本明細書で示す音響波とは、典型的には超音波であり、音波、超音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。説明の都合上、被検体内部に近赤外線等の光を照射した時に被検体内部で発生する弾性波を光音響波と表記する。

また、本発明の光音響装置は、光音響波の受信信号を用いて、被検体内の複数位置のそれぞれに対応する特性値を示す被検体情報を取得する。光音響波により取得される被検体情報は、光エネルギーの吸収率を反映している。具体的に、光音響装置により取得される被検体情報としては、発生した光音響波の初期音圧、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、等を反映した特性情報がある。物質の濃度とは、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、複数位置の被検体情報を、２次元又は３次元の分布として取得してもよい。被検体情報の分布は被検体内の被検体情報を示す画像データとして生成され得る。

本実施形態では、最も受信感度の高い方向に沿った軸（以下、指向軸と呼ぶ）が集まるように複数の音響波受信素子が配置された探触子を備える光音響装置について説明する。すなわち、探触子は指向軸が集まる所定領域で発生した音響波を高感度に受信することができるように複数の音響波受信素子が配置されている。また、本実施形態に係る光音響装置は、探触子と被検体との相対位置を変更して、この探触子は複数回に亘って音響波を受信し、探触子から出力された時系列の受信信号を受信信号データとしてメモリに記憶する。また、本実施形態に係る光音響装置は、この複数回に亘って得られメモリに記憶された受信信号データを用いて関心領域（関心領域：Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）内の各注目位置の被検体情報を取得する。

本実施形態に係る探触子がある位置に存在するときに音響波を受信して得られた受信信号を用いて被検体情報を取得した場合、典型的に指向軸が最も集まる所定位置における分解能が最も高くなる。そして、所定位置から離れるに従って被検体情報の分解能は低下していく。このとき、最も分解能が高い所定位置から分解能が半分となる所定領域で発生した音響波については探触子が比較的高感度に受信することができていると推定される。そこで、本実施形態においては、最も分解能が高い所定位置から分解能が半分となる領域を「高感度領域」と称する。例えば、半球状の支持体に音響波受信素子が複数支持された探触子の場合、指向軸が最も集まる所定位置は半球状の支持体の曲率中心に相当する。

ところで、探触子の移動に沿って生じる装置構成部材へ加わる力（加速度）や全体の移動時間、すなわち被検体を拘束する時間などの装置制御の観点から、装置制御上の好適な探触子の移動領域を設定する場合がある。あるいは、装置としてあらかじめ幾つかの既定の探触子の移動領域を設定する場合がある。

しかしながら、指向軸が最も集まる所定位置あるいは高感度領域が関心領域に収まらない場合、探触子に配置された各音響波受信素子は関心領域内で発生した光音響波を高感度に受信することが困難である。すなわち、この場合に各音響波受信素子から出力された受信信号は、関心領域内の被検体情報を高精度に取得するために大きく寄与しない受信信号である。そのため、このような受信信号を保存することは、保存データ量の肥大につながりメモリ容量の増大につながる。さらに、このような受信信号を保存することは、後工程でのデータ処理やデータ通信、被検体情報の取得に要する時間の長期間化につながってしまう。

そこで、本実施形態においては、指向軸が最も集まる所定位置が関心領域に含まれないときに探触子に配置された各音響波受信素子が出力する受信信号のデータ量を低減する。さらには、本実施形態においては、高感度領域が関心領域に含まれないときに探触子に配置された各音響波受信素子が出力する受信信号のデータ量を低減することが好ましい。例えば、データ量を低減する方法としては、対象の受信信号を保存しないことや対象の受信信号に対するサンプリング周波数をそれ以外の受信信号に対するサンプリング周波数よりも小さくすることなどが挙げられる。なお、対象の受信信号のデータ量を低減できる限り、いかなる方法を採用してもよい。

以上の光音響装置によれば、関心領域内を高精度に取得するのに大きく寄与しない受信信号のデータ量を選択的に低減することができるため、関心領域内の被検体状を高精度に取得しながらメモリ容量を抑制することができる。

ところで、関心領域および探触子の移動領域が予め設定されている場合は、指向軸が最も集まる所定位置が関心領域に収まるように予め設定することができる。この場合、探触子が各位置にあるときに探触子から出力される受信信号をすべて保存しても関心領域内の被検体情報を高精度に取得するのに大きく寄与しない受信信号は含まれにくい。一方、関心領域または探触子の移動領域が自由度をもって設定される場合、指向軸が最も集まる所定位置が関心領域に収まらない可能性が高くなる。そのため、特に関心領域または探触子の移動領域が変更可能となっている場合に、指向軸が最も集まる所定位置に含まれないときに探触子に配置された各音響波受信素子が出力する受信信号のデータ量を低減することが好ましい。

［実施形態１］
以下、本実施形態について図面を参照して説明する。

［各構成の説明］
図１は、実施形態における光音響装置の装置構成の概略図である。

本実施形態における光音響装置は、探触子１０２、位置制御機構１０４、光源１０５、照射光学系１０６、信号受信部１０７、制御プロセッサ１０９、システムバス１１０、入力部１１１、画像構成部１１２、表示部１１３、記憶部１１４を備える。

（被検体１０１）
被検体１０１は測定の対象となるものである。具体例としては、乳房等の生体や、装置の調整などにおいては生体の音響特性と光学特性を模擬したファントムが挙げられる。音響特性とは具体的には音響波の伝搬速度および減衰率であり、光学特性とは具体的には光の吸収係数および散乱係数である。被検体としての生体内の光吸収体としてはヘモグロビン、水、メラニン、コラーゲン、脂質などが挙げられる。ファントムでは、光学特性を模擬した物質を光吸収体として内部に封入する。

なお、本実施形態において被検体１０１は、被検体１０１の形状を保持する保持部１２１に保持されている。保持部１２１は取り付け部１２２に取り付けられている。取り付け部１２２は様々な形状の保持部１２１を取り換え可能に構成されており、被検体１０１に適応した保持部１２１を取り付けることができる。

（探触子１０２）
探触子１０２は、支持体１２３および複数の音響波受信素子２１１を備える。支持体１２３は、複数の音響波受信素子２１１の指向軸が集まるように複数の音響波受信素子２１１を支持している。本実施形態においては、図２で示すように支持体１２３は半球状であり、半球面形状に沿って異なる位置に複数の音響波受信素子２１１が配列して構成される。図２（ａ）は探触子１０２をｚ軸方向上部から、図２（ｂ）は側面から見た図をそれぞれ示している。

これらの音響波受信素子２１１が、被検体１０１に光１３１が照射されたときに被検体内部で生じる光音響波を受信して電気信号に変換し、受信信号として出力する。本実施形態において、音響波受信素子はどのような方式のものでも用いることができる。例えば一般的な超音波診断装置で使用されている圧電セラミックス（ＰＺＴ）を利用した音響波受信素子が使用される。また、静電容量型のＣＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）、磁性膜を用いるＭＭＵＴ（ＭａｇｎｅｔｉｃＭＵＴ）、圧電薄膜を用いるＰＭＵＴ（ＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＭＵＴ）も利用できる。

図３を参照して、探触子１０２が有する受信特性について説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、図２と同様に探触子１０２をｚ軸方向上部から見た図と、側面から見た図をそれぞれ示している。

例えば、探触子１０２を構成する複数の音響波受信素子２１１は、図２で示した通り半球面形状に沿って配置される。点３０１は半球面形状の支持体１２３の曲率中心点を示している。

一般に、複数の音響波受信素子２１１のそれぞれはその受信面（表面）の法線方向に最も高い受信感度を有する。探触子１０２を構成する複数の音響波受信素子の指向軸を半球面形状の曲率中心点３０１付近へ集めることで、曲率中心点３０１を中心に高精度に可視化可能な領域３０２が形成される。領域３０２が高感度領域に相当する。なお、位置制御機構１０４により探触子１０２を走査する、すなわち被検体１０１に対して領域３０２を移動させることで広い範囲の被検体情報を高精度に可視化することができる。

高感度領域３０２は、最高分解能Ｒ_Ｈを得る曲率中心点３０１を中心とした、式（１）で示す半径ｒを有する略球形状の領域として設定することができる。

ただし、Ｒは高感度領域３０２の下限分解能、Ｒ_Ｈは最高分解能、ｒ_０は半球形状の支持体１２３の半径、φ_ｄは音響波受信素子２１１の直径である。Ｒはたとえば、上述の通り曲率中心点３０１で得る最高分解能の半分の分解能とすればよい。

高感度領域３０２が探触子１０２の曲率中心点３０１を中心とした略球形状で形成される場合を考える。この場合、探触子１０２（すなわち曲率中心点３０１）の位置から、探触子１０２の２次元走査上の各位置での高感度領域３０２の範囲を式（１）に従って推定することができる。

なお、本発明において、複数の音響波受信素子２１１の配置は図２または図３のような半球形状の例に限定されない。所定の領域に指向軸が集まり、所定の高感度領域を形成できる配置であればよい。すなわち、所定の高感度領域３０２が形成されるように、所定の領域にするよう曲面形状に沿って複数の音響波受信素子が配置されればよい。さらに、本明細書において曲面とは、真球形状や半球面等の開口がある球面を含む。また、球面と見なせる程度の表面上の凹凸がある面や、球面と見なせる程度の楕円体（楕円を三次元へ拡張した形であり、表面が二次曲面からなる形）上の面も含む。

また、球を任意の断面で切った形状の支持体に沿って複数の音響波受信素子を配置する場合、その支持体の形状の曲率中心に指向軸が最も集まる。本実施形態で説明する半球形状の支持体１２３も、球を任意の断面で切った形状の支持体の一例である。本明細書において、このように球を任意の断面で切った形状のことを球に基づく形状と呼ぶ。また、このように球に基づく形状の支持体に支持される複数の音響波受信素子は、球面上に支持されることとなる。

また、探触子１０２は、その底面に光１３１を導光するための照射口２０１が備えられており、照射光学系１０６により導光された光が照射口２０１から被検体１０１へ照射される。なお、照射光学系１０６と照射口２０１とを含めて本発明の光学系とすることができる。

（位置制御機構１０４）
移動機構としての位置制御機構１０４は、モータなどの駆動部とその駆動力を伝達する機械部品から構成される。位置制御機構１０４は、制御プロセッサ１０９からの位置制御情報に従って、被検体１０１に対して探触子１０２を移動させることにより光１３１の照射位置と光音響波の受信位置を移動させる。光１３１の照射位置と光音響波の受信位置を被検体１０１に対して移動させながら受信信号データの取得を繰返すことで、目的とする広範囲の被検体情報を得るための受信信号データを取得することができる。

また位置制御機構１０４は、照射光学系１０６による１回の光１３１の照射制御に同期して、光照射時、すなわち光音響波の受信時の探触子１０２の位置情報を制御プロセッサ１０９へ出力する。

（光源１０５）
光源１０５は、光音響波を発生させるための光を発する。例えば、光源１０５は、近赤外領域に中心波長を有するパルス光（例えば、パルス幅１００ｎｓｅｃ以下）を発する。光源１０５は、一般的に、近赤外領域に中心波長を有するパルス発光が可能な固体レーザ（例えば、Ｙｔｔｒｉｕｍ−Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ−ＧａｒｎｅｔレーザやＴｉｔａｎ−Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザ）が使用される。ガスレーザ、色素レーザ、半導体レーザなどのレーザも使用することができ、またレーザのかわりに発光ダイオードなどを光源１０５として使用することも可能である。

なお、光の波長は、測定対象とする生体内の光吸収物質（例えば酸素化ヘモグロビンあるいは脱酸素化ヘモグロビンやそれらを含む多く含む血管あるいは新生血管を多く含む悪性腫瘍など、その他グルコース、コレステロールなど）に応じて選択される。例えば乳がん新生血管中のヘモグロビンを測定対象とする場合、一般的に６００〜１０００ｎｍの光を吸収し、一方、生体を構成する水の光吸収が８３０ｎｍ付近でほぼ極小となるため７５０〜８５０ｎｍで光吸収が相対的に大きくなる。また、ヘモグロビンの状態（酸素飽和度）により光波長ごとに光の吸収率が変化するため、この波長依存性を利用することで生体の機能的な変化も測定できる。

（照射光学系１０６）
照射光学系１０６は、光源１０５が発したパルス光を被検体１０１に向けて導光、信号取得に好適な光１３１を形成して出射する。照射光学系１０６は、典型的には光を集光または拡大するレンズやプリズム、光を反射するミラー、光を拡散する拡散板などの光学部品により構成される。また、光源１０５から照射光学系１０６までの導光には光ファイバなどの光導波路などを使用することもできる。

なお、皮膚や目に対するレーザ光などの照射に関する基準として、一般に光の波長や露光持続時間、パルスの繰り返しなどの条件により最大許容露光量（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）がＩＥＣ６０８２５−１で定められている。照射光学系１０６は、被検体１０１に対して同基準を満たす光１３１を生成する。

また照射光学系１０６は、光１３１の被検体１０１への出射を検知し、それと同期して光音響波の受信および記憶を制御するための同期信号を生成する、図示しない光学構成を備えることが好ましい。光１３１の出射は例えば、光源１０５が生成したパルス光の一部をハーフミラーなどの光学系により分割して光センサへ導光し、光センサが生成する検出信号を使用することで検知できる。パルス光の導光にバンドルファイバを使用する場合には、ファイバの一部を分岐させて光センサに導光することで検知できる。この検知により生成された同期信号は信号受信部１０７と位置制御機構１０４へ入力される。

（信号受信部１０７）
信号受信部１０７は、探触子１０２から出力されたアナログの電気信号である受信信号をデジタルの受信信号に変換する。また、信号受信部１０７は生成されたデジタル受信信号を記憶部１１４に出力し、記憶部１１４はこのデジタル受信信号を受信信号データとして保存する。本実施形態において、信号受信部１０７および記憶部１１４が信号データ取得部に相当する。本明細書において音響波受信素子が光音響波を受信して出力した電気信号のうち、信号データ取得部の最後段のメモリに保存されるまでの信号を「受信信号」とし、信号データ取得部の最後段のメモリに記憶された後の信号データを「受信信号データ」とする。

なお、信号受信部１０７は、探触子１０２から出力された受信信号に対して探触子１０２の音響波受信素子の感度ばらつきなどの補正や、物理的または電気的に欠損した音響波受信素子の補完処理などの処理を行ってもよい。信号受信部１０７は、探触子１０２が生成したアナログ信号を増幅する信号増幅部やアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部などから構成される。

（制御プロセッサ１０９）
制御部としての制御プロセッサ１０９は、プログラム動作における基本的なリソースの制御と管理などを行うオペレーティングシステム（ＯＳ）を稼働させる。また、制御プロセッサ１０９は、記憶部１１４に格納されたプログラムコードを読み出し、以後記述する実施形態の機能を実行する。また入力部１１１を介したユーザからの撮像開始などの各種操作により発生するイベント通知を受けて被検体情報の取得動作を管理するとともに、システムバス１１０を介して各ハードウェアを制御する。制御プロセッサ１０９はさらに、目的とする被検体情報を生成するのに必要な光１３１の照射制御および光１３１と探触子１０２の位置制御を行う。さらに制御プロセッサ１０９は、探触子１０２の位置と関心領域との位置関係に基づいて受信信号の保存制御を行う。

（入力部１１１）
入力部１１１は、ユーザ（主に医療従事者などの検査者）からの各種入力を受け付け、入力された情報をシステムバス１１０を介して制御プロセッサ１０９などの構成に送信する。例えば、入力部１１１により、ユーザが撮像に関するパラメータ設定や撮像開始の指示、そして関心領域の範囲や形状などの観察パラメータ設定など、その他、画像に関する画像処理操作を行うことができる。一般的に、入力部１１１は、マウスやキーボード、タッチパネルなどで構成され、ユーザの操作に従って制御プロセッサ１０９上で動作しているＯＳなどのソフトウェアに対するイベント通知を行う。

（画像構成部１１２）
情報取得部としての画像構成部１１２は、記憶部１１４に保存された受信信号データに基づいて、関心領域内の各注目位置における被検体情報を取得する。すなわち、画像構成部１１２は、時系列のデータである受信信号データを２次元または３次元の空間的なデータである被検体情報に変換する。関心領域が２次元領域である場合注目位置はピクセルであり、関心領域が３次元領域である場合注目位置はボクセルである。

また、画像構成部１１２は、取得した各注目位置における被検体情報に基づいて任意の断層画像などの表示画像を生成する。また、画像構成部１１２は、取得した被検体情報に対して、輝度の補正や歪補正、関心領域の識別提示や切り出しなどの各種補正処理を適用して、より診断に好ましい表示画像を生成してもよい。また入力部１１１を介したユーザの操作に従って、被検体情報の取得に用いるパラメータの入力や表示画像の調整などが行われてもよい。

なお、各注目位置における被検体情報は、記憶部１１４に保存された受信信号データに対して画像再構成処理を行うことで得られ、前述のような光学特性値分布などの被検体情報を可視化することができる。画像再構成処理としては、例えば、トモグラフィー技術で一般に用いられるタイムドメインあるいはフーリエドメインでの逆投影、または整相加算処理などが用いられる。時間制約が厳しくない場合には繰り返し処理による逆問題解析法などの画像再構成手法を用いることもできる。なお、音響レンズなどで受信フォーカス機能を備えた探触子を用いることで、画像再構成を行わずに被検体情報を可視化することもできる。

画像構成部１１２は、一般的に高性能な演算処理機能、グラフィック表示機能を有するＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを使用して構成される。これにより画像再構成処理や表示画像の構成に掛かる時間を短縮することができる。

（表示部１１３）
表示部１１３は、画像構成部１１２により生成された被検体情報の表示画像、そして画像や装置を操作するためのＵＩなどを表示する。表示部１１３には、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）など、どの方式のディスプレイで用いられてもよい。

（記憶部１１４）
記憶部１１４は、制御プロセッサ１０９が動作するのに必要な揮発性または不揮発性メモリ、被検体情報取得動作の中で一時的にデータを保持する揮発性メモリを含む。また、記憶部１１４は、生成された受信信号データ、被検体情報、および関連する診断情報などを記憶保持するハードディスクなどの不揮発性の記憶媒体を含む。記憶部１１４としての不揮発性の記憶媒体は、以後記述する実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを格納している。

（音響伝達媒体１２４）
被検体１０１と保持部１２１の間は光音響波の伝播経路であるため、水や超音波測定用のジェル、またはジェルシートなどの音響伝達媒体１２４を配置して空隙を生じないように配慮することが好ましい。

また、被検体１０１の保持部１２１と支持体１２３との間も、光音響波の伝播経路であるため、音響波の伝播効率の高い媒体で充填されることが好ましい。さらに光１３１の伝播経路でもあるため、光１３１に対して透明な媒質であることが好ましく、例えば水などが使用される。

なお、被検体１０１と保持部１２１との間に配置される音響伝達媒体１２４と、保持部１２１と支持体１２３との間に配置される音響伝達媒体１２４とは異なる材料から構成されていてもよい。

［保存制御の一例］
以上説明した本実施形体に係る光音響装置は、複数の音響波受信素子２１１の指向軸が最も集まる位置（すなわち曲率中心点３０１）が関心領域に含まれないときに支持体１２３に配置された各音響波受信素子２１１が出力する受信信号のデータ量を低減する。さらには、本実施形態においては、高感度領域３０２が関心領域に含まれないときに支持体１２３に配置された各音響波受信素子２１１が出力する受信信号のデータ量を低減することが好ましい。

以下、本実施形態において探触子１０２を移動させた場合に光が被検体１０１に照射される各タイミングにおける受信信号の保存制御の一例を、図４を用いて説明する。なお、図４（ａ）は探触子１０２および被検体１０１をｚ軸方向上部から、図４（ｂ）は探触子１０２および被検体１０１を側面から見た図をそれぞれ示している。

符号４１０は、直方体形状に設定された関心領域を示している。説明のためここでは関心領域を直方体形状としたが、本発明の適用はこれに限られるものではない。関心領域が球形状や半球形状、その他多面体であっても同様に適用することができる。

破線と太い実線の組合せにより螺旋を描く符号４０３は、探触子１０２の移動経路の一例を示している。

符号４０１Ａ〜４０１Ｃは、光が照射される各タイミングにおける探触子１０２の曲率中心点を示している。また、符号４０２Ａ〜４０２Ｃは光が照射される各タイミングにおける高感度領域を示している。

このように、移動経路４０３に沿って探触子１０２を移動させることにより、探触子１０２によって決定される曲率中心点４０１および高感度領域４０２についても移動経路４０３に沿って移動する。

前述の通り、保持部１２１と支持体１２３との間は、光１３１と光音響波の伝播経路であるため、光１３１に対して透明でかつ光音響波の伝播効率の高い媒体である水などの流体が音響波伝播媒体として使用される。滑らかな曲線で構成される移動経路４０３の螺旋に沿って探触子１０２を移動させることで、探触子１０２の移動に必要な加速度を分散することができるため、流体に加わる加速度を可及的に小さくすることができる。流体に加わる加速度を可及的に抑えることで、流体が装置構成部材と衝突した結果生じる気泡などの光音響波の伝播阻害因子の発生を抑えることができ、高精度に被検体情報を取得することができる。

制御プロセッサ１０９は、曲率中心点４０１Ａ〜４０１Ｃがこれらの位置となるときに探触子１０２から出力される受信信号を保存するか否かを計算して、保存するか否かを表す保存制御情報を生成する。以下、保存するか否かの決定方法を説明する。

探触子１０２の曲率中心が曲率中心点４０１Ｂに位置するときは、曲率中心点４０１Ｂおよび高感度領域４０２Ｂが関心領域４１０に収まっていない。そのため、このとき探触子１０２に配置された各音響波受信素子２１１は関心領域４１０内で発生した光音響波を高感度に受信することが困難である。すなわち、探触子１０２がこの位置に存在するときに各音響波受信素子２１１から出力された受信信号は、関心領域内の被検体情報を高精度に取得するために大きく寄与しない受信信号である。そのため、制御プロセッサ１０９は、探触子１０２がこの位置に存在するときに各音響波受信素子２１１から出力された受信信号については記憶部１１４に保存しないように保存制御情報を生成する。

一方、探触子１０２の曲率中心が曲率中心点４０１Ｃに位置するときは、曲率中心点４０１Ｃおよび高感度領域４０２Ｃが関心領域４１０に収まっている。そのため、このとき探触子１０２に配置された各音響波受信素子は関心領域４１０内で発生した光音響波を高感度に受信することができる。すなわち、探触子１０２がこの位置に存在するときに各音響波受信素子２１１から出力された受信信号は、関心領域内の被検体情報を高精度に取得するために大きく寄与する受信信号である。そのため、制御プロセッサ１０９は、探触子１０２がこの位置に存在するときに各音響波受信素子２１１から出力された受信信号については記憶部１１４に保存するように保存制御情報を生成する。

ところで、探触子１０２の曲率中心が曲率中心点４０１Ａに位置するとき、高感度領域４０２Ａが関心領域４１０に重なっている。そのため、制御プロセッサ１０９は、このとき各音響波受信素子２１１から出力された受信信号を保存するように保存制御情報を生成することができる。一方、曲率中心点４０１Ａは関心領域４１０に収まっていないため、最も受信感度の高い領域で発生した光音響波の受信信号は関心領域４１０以外で発生した受信信号である。そこで、このような位置に探触子１０２が位置する場合には、制御プロセッサ１０９は、各音響波受信素子２１１から出力された受信信号については保存しないように保存制御情報を生成することが好ましい。これにより、記憶部１１４に保存される受信信号データのデータ量をさらに抑制することができる。

また、制御プロセッサ１０９は、図４に示した位置以外に探触子１０２が位置する場合についても、受信信号を保存するか否かを決定し、保存制御情報を生成することができる。

また、図４では説明を簡単にするため、２次元（ＸＹ平面）的な探触子の移動に基づく保存制御について説明したが、本発明の適用はこれに限るものではなく、３次元（ＸＹＺ空間内）的なの探触子の１０２の移動であってもよい。また、これまで探触子をスパイラル状の移動経路で移動させる形態を説明したが、本発明に適用可能な移動経路はこれに限らない。例えば、図４（ｃ）に示すように探触子１０２を直線的に移動させる場合であっても、指向軸の集まる領域が関心領域に収まるか否かで受信信号の保存の有無を判定することができる。すなわち、図４（ｃ）に示す場合においても、曲率中心点４０１Ａ〜４０１Ｃまたは高感度領域４０２Ａ〜Ｃと、関心領域４１０との位置関係から上記と同様に受信信号の保存の有無を判定することができる。

［被検体情報の取得フロー］
続いて図５に示すフローを参照して、本実施形態における被検体情報の取得の流れを説明する。

ステップ５０１では、設定部としての制御プロセッサ１０９が関心領域を設定する。

例えば、入力部１１１を用いてユーザが任意の領域を入力し、制御プロセッサ１０９が入力部１１１から出力された任意の領域の情報に基づいて、この任意の領域を関心領域として設定してよい。

また、記憶部１１４が複数の関心領域の情報を保存しておき、入力部１１１を用いてユーザが記憶部１１４に保存された複数の関心領域から任意の関心領域を選択してもよい。この場合、制御プロセッサ１０９は、入力部１１１から出力された任意の関心領域の情報に基づいて、この任意の関心領域を関心領域として設定してよい。

また、制御プロセッサ１０９は、被検体１０１の表面に沿った領域を関心領域として設定してもよい。例えば、撮像装置が撮像した被検体１０１の画像から制御プロセッサ１０９が被検体１０１の表面を抽出し、その抽出された被検体１０１の表面に沿った領域を関心領域として設定することができる。

また、制御プロセッサ１０９は、記憶部１１４に予め保存された関心領域を読み出すことにより、関心領域として設定してもよい。例えば、被検体１０１の保持部１２１の形状は予め分かっているので、保持部１２１の表面に沿った領域を関心領域として予め記憶部１１４に保存しておくことができる。

なお、関心領域は上記に限らずいかなる方法でいかなる領域に設定されてもよい。

ステップ５０２では、制御プロセッサ１０９が、光の発光タイミング、光の照射位置、光音響波の受信位置を設定する。すなわち、制御プロセッサ１０９は、複数のタイミングで光源１０５からの光が被検体１０１に照射されるときの支持体１２３の位置を設定し、設定された支持体１２３の位置の制御情報を位置制御機構１０４、光源１０５、信号受信部１０７へ出力する。本実施形態においては、支持体１２３の底面に照射口２０１が配置され、支持体１２３の移動に同期して照射口２０１も移動する。そのため、支持体１２３の位置を設定することにより、光の照射位置および光音響波の受信位置を設定したこととなる。

なお、制御プロセッサ１０９は、ユーザが入力部１１１を用いて指定した測定パラメータに応じて、光の発光タイミング、光の照射位置、光音響波の受信位置などの測定条件を設定することができる。例えば、ユーザが指定することのできる測定パラメータとしては、探触子１０２の移動経路、移動速度、測定密度、あるいは光１３１の照射回数などである。

例えば、記憶部１１４に光が被検体１０１に照射される各タイミングにおける探触子１０２の位置のパターンが複数保存されていてもよい。このとき、ユーザが入力部１１１を用いて複数のパターンから任意のパターンを選択することができる。そして、制御プロセッサ１０９が入力部１１１から出力された任意のパターンの情報に基づいて、光が被検体１０１に照射される各タイミングにおける探触子１０２の位置を設定してもよい。

ステップ５０３では、制御プロセッサ１０９が、ステップ５０１で設定された関心領域とステップ５０２で生成した探触子１０２の位置制御情報とに基づいて、受信信号を保存するか否かを決定する。すなわち、制御プロセッサ１０９は、設定された関心領域と探触子１０２の位置制御情報とに基づいて、後述するステップ５０７において光が被検体１０１に照射される各タイミングにおいて探触子１０２から出力される受信信号を保存するか否かを決定する。そして、制御プロセッサ１０９は、受信信号を保存するか否かを表す保存制御情報を生成する。

ステップ５０４では、位置制御機構１０４がステップ５０２で生成された位置制御情報に従って探触子１０２の位置を、次の光音響波信号の取得位置へと移動させる。

ステップ５０５では、制御プロセッサ１０９からのステップ５０２で生成された位置制御情報に基づく発光開始指示に従って光源１０５がパルス光の発光を行う。光源１０５から発光されたパルス光は照射光学系１０６を介して光１３１に成形され、被検体１０１に照射される。

ステップ５０６では、照射光学系１０６は、被検体１０１への光１３１の照射と同時に同期信号を生成して出力する。また、同期信号を受け取った位置制御機構１０４は、同期信号を受け取ったときの探触子１０２の位置情報を制御プロセッサ１０９に出力する。すなわち、制御プロセッサ１０９は、光が照射されたときに実際に探触子１０２が位置した座標の情報を取得する。

ステップ５０７では、制御プロセッサ１０９が、ステップ５０３で生成された保存制御情報に基づいて、後述するステップ５０８で探触子１０２から出力される受信信号を保存するか否かを判定する。保存する場合にはステップ５０８の工程へ移行して、保存しない場合にはステップ５１１の工程へ移行する。

例えば、ステップ５０２で設定された位置制御情報から予め各光照射タイミングにおける探触子１０２の位置は推定できるので、各光照射タイミングで出力される受信信号を保存するか否かも予め決定しておくことができる。そこで、ステップ５０７における制御プロセッサ１０９は、ステップ５０６で光が照射されたタイミングに対応する保存するか否かの情報を保存制御情報から読み出すことができる。そして、ステップ５０７における制御プロセッサ１０９は、読み出された保存制御情報に基づいてステップ５０８で探触子１０２から出力される受信信号を保存するか否かを判定することができる。

また、ステップ５０７における制御プロセッサ１０９は、ステップ５０６で取得した探触子１０２の位置情報に対応する保存するか否かの情報を保存制御情報から読み出すことができる。そして、ステップ５０７における制御プロセッサ１０９は、読み出された保存制御情報に基づいてステップ５０８で探触子１０２から出力される受信信号を保存するか否かを判定することができる。この方法によれば、光が照射されたときに探触子１０２が実際に位置した座標の情報に対応する保存するか否かの情報を保存制御情報から読み出すことができる。そのため、位置制御機構１０４の位置決め誤差や光源１０５の発光のジッタなどによりステップ５０２で設定された探触子１０２の位置と実際の位置がずれた場合であっても、実際の位置に基づいて保存するか否かを判定することができる。これにより、精度良く関心領域内で発生した光音響波の受信信号を選択的に保存することができる。ただし、この場合、ステップ５０３において、ステップ５０２で設定された探触子１０２の位置についてだけでなく、それ以外の位置に探触子１０２が位置する場合に保存するか否かについても決定して保存制御情報を生成する必要がある。

また、ステップ５０７における制御プロセッサ１０９は、ステップ５０１で設定した関心領域とステップ５０６で取得した探触子１０２の位置情報とに基づいて、ステップ５０８で探触子１０２から出力される受信信号を保存するか否かを計算してもよい。この場合も実際の位置に基づいて保存するか否かを判定することができるため、精度良く関心領域内で発生した光音響波の受信信号を選択的に保存することができる。また、この方法により保存するか否かを判定する場合、ステップ５０３で保存制御情報を生成する工程を省略することができる。なお、光を照射してから探触子１０２から受信信号が出力されるまでに保存するか否かを計算する必要があるため、制御プロセッサ１０９が高い処理能力を有する必要がある。ただし、制御プロセッサ１０９の処理能力が低い場合も、記憶部１１４を複数の記憶媒体で構成し、前段の記憶媒体に受信信号データを保存している間に保存するか否かの計算を完了することできる。そして、後段の記憶媒体に受信信号を転送する際に保存しないと判定した受信信号を転送せずに消去してもよい。この場合も記憶部１１４の最後段の記憶媒体に保存される受信信号データのデータ量は低減することができる。

ステップ５０８では、ステップ５０５で被検体１０１へ光１３１を照射した結果生じる光音響波を探触子１０２が受信して受信信号を出力する。

ステップ５０９では、信号受信部１０７が照射光学系１０６から入力される同期信号に同期して受信信号のサンプリングを開始してデジタル信号に変換する。同期信号を受けた信号受信部１０７は、その時刻から、所定のサンプリングレートで所定のサンプル数だけ受信信号のサンプリングを行う。サンプル数は被検体内の光音響波の伝播速度と装置仕様としての最大測定深さを鑑みて決定される。また、信号受信部１０７は、探触子１０２から出力された受信信号に対して、音響波受信素子ごとの感度ばらつき補正や、物理的または電気的に欠損した音響波受信素子の補完処理などを行ってもよい。

ステップ５１０では、ステップ５０９で信号受信部１０７により各種信号処理が施された受信信号を探触子１０２の位置情報と対応付けて受信信号データとして記憶部１１４に保存する。

なお、本明細書において受信信号データとは、後述するステップ５１１で画像構成部１１２により被検体情報の取得に使用される直前の時系列の信号データのことを指す。すなわち、信号データ取得部を構成する記憶部１１４の最後段の記憶部に保存される時系列の信号データのことを指す。そのため、本実施形態によれば、信号データ取得部を構成する記憶部１１４の最後段の記憶部に保存されるデータ量を低減することができればよい。

例えば、最前段の記憶部に保存される段階でデータ量を低減せずに、前段の記憶部から後段の記憶部に転送する際にデータ量低減期間に対応する受信信号のデータ量を低減することにより、最後段の記憶部に保存されるデータのデータ量を低減してもよい。

なお、信号データ取得部を構成する記憶部１１４の各記憶部のメモリ容量を低減するために、できるだけ前段の記憶部に保存されるデータ量を低減することが好ましい。特に、信号データ取得部を構成する記憶部１１４の最前段の記憶部に保存されるデータ量を低減することが好ましい。このように前段の記憶部においてデータ量を低減することにより、その記憶部以降に転送されるデータ量を抑制することができるため、データ転送に要する時間を短くすることができる。また、本実施形態においては、保存しない受信信号に対しては信号処理を行わない形態を説明したが、記憶部１１４に受信信号データが保存されない限りどのような形態を採用してもかまわない。すなわち、保存しない受信信号に対して信号処理を施した後に、この受信信号を記憶部１１４へ書き込まないことにより保存しないこともできる。

ステップ５１１では、画像構成部１１２が、ステップ５１０で記憶部１１４に保存された受信信号データに基づいて関心領域内の各注目位置における被検体情報を取得する。なお、画像構成部１１２は、被検体情報の取得に用いる受信信号データ取得時の探触子１０２の位置情報を用いて、関心領域内の各注目位置における被検体情報を取得してもよい。

なお、一般に画像再構成処理には時間を要し、またＧＰＵに処理を委託できるため、被検体情報の生成は受信信号データ取得動作と並列に行うこともできる。画像再構成処理が受信信号データ取得の繰返し周期に遅れる場合には、次々と取得される受信信号データを待ち行列で管理することで、画像構成部１１２は待ち行列に追加された受信信号データに基づいて被検体情報を逐次取得すればよい。

ステップ５１２では、画像構成部１１２が、ステップ５１１で生成された関心領域内の各注目位置における被検体情報を、最終的に生成する被検体情報のボリュームデータ上の位置を考慮してボクセル値に加算する。この工程により、複数回に亘って受信信号データから生成された複数の被検体情報を合成することができる。これにより、最終的に取得される被検体情報のＳ／Ｎが高くなる。

ステップ５１３では、ステップ５０２で設定された被検体情報を生成するのに必要な全測定が完了したかどうかを判定する。全測定が完了していない場合にはステップ５０４の工程へ移行して受信信号データの取得を繰返す。全測定を完了した場合にはステップ５１４の工程へ移行する。

本実施形態では、光照射毎に被検体情報を取得し、複数の被検体情報を合成することにより最終的な被検体情報を取得する例を説明した。なお、得られた全受信信号データを用いて適当な被検体情報を取得できる限り、いかなる方法で被検体情報を取得してもよい。例えば、ステップ５１１およびステップ５１２の工程を行わずに、ステップ５１３の後に全受信信号データを用いて１回の画像再構成処理により被検体情報を取得してもよい。

なお、光音響イメージングにおいては、記憶部１１４に保存された受信信号データを用いて注目位置を再構成するときに以下のような観点に基づいて再構成に用いる受信信号データを選択することが好ましい。

前述したように注目位置を指向軸が通過する音響波受信素子２１１が出力した受信信号を用いて再構成することが好ましい。これにより、注目位置で発生した音響波を高感度に受信することができるため、注目位置で発生した音響波に対応する受信信号のＳ／Ｎを高くすることができる。そのため、その受信信号を用いて再構成された注目位置の画像強度のＳ／Ｎについても高くすることができる。

注目位置に音源が存在する場合、注目位置から全方位に等方的に音響波が伝搬する。そこで、注目位置から発生した音響波の多くの波数成分に対応する受信信号データを用いて再構成することが好ましい。これにより、再構成をおこなうときに、再構成アーティファクトに対応するエネルギーが再構成画像の全体に分散されるため、局所的に再構成アーティファクトが現れることを抑制することができる。

さらに、注目位置の周囲に現れる再構成アーティファクトが注目位置を中心として対称に現れるような位置で音響波を受信して得られた受信信号データを用いて再構成することが好ましい。すなわち、注目位置を中心として点対称な位置で受信素子が音響波を受信することが好ましい。これにより、再構成アーティファクトについても注目位置を中心として点対称に現れるため、再構成画像の全体に再構成アーティファクトに対応するエネルギーがより均一に分散するため、局所的に再構成アーティファクトがより現れにくくなる。

そこで、画像構成部１１２は、関心領域内の各注目位置において、記憶部１１４に保存された受信信号データのうち、注目位置に指向軸が最も集まる領域が収まらないときに探触子１０２から出力された受信信号は用いずに注目位置を再構成することが好ましい。すなわち、支持体１２３の曲率中心が注目位置に収まっていないときに出力された受信信号のデータは用いずに再構成することが好ましい。これにより関心領域内の各注目位置において、再構成像（シグナル成分）と再構成アーティファクト（ノイズ成分）とのコントラストが高くなる。また、記憶部１１４には既に支持体１２３の曲率中心が関心領域に収まっていないときの受信信号は保存されていないため、上記のような再構成を行うのに必要な受信信号データ選択的に記憶部１１４には保存されている。そのため、上記の再構成を行う上で不要な受信信号データが少ないため、無駄なデータ転送が行われる可能性が少ないため、処理に要する時間を短縮することができる。

ステップ５１４では、画像構成部１１２は、Ｓ５１２で取得された被検体情報に基づいて表示画像を生成し、表示部１１３に表示させる。すなわち、画像構成部１１２は、Ｓ５１２で取得された被検体情報を診断に必要な表示形態で表示部１１３へ表示させる。

なお、本実施形態では、指向軸が集まる領域が関心領域に重ならないときに出力された受信信号を保存しない形態を説明したが、データ量を低減できる限り、この形態に限らない。例えば、信号受信部１０７が、指向軸が集まる領域が関心領域に重ならないときに出力された受信信号に対するサンプリング周波数を、指向軸が集まる領域が関心領域に重なるときのそれよりも低くして受信信号をサンプリングしてもよい。これにより、指向軸が集まる領域が関心領域に重ならないときに出力された受信信号のデータ量を低減することができる。さらに、関心領域以外の領域で発生した光音響波についても受信信号データを保存おくことができるため、関心領域以外の領域についても低画質ながらも必要に応じて再現することができる。

［実施形態２］
以下、実施形態２を図１に示す光音響装置を用いて説明する。

前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを格納した記憶媒体（または記録媒体）としての記憶部１１４を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）としての制御プロセッサ１０９が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行う。その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれたとする。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

（その他の実施の形態）
上記各実施形態における様々な技術を適宜組み合わせて新たなシステムを構成することは当業者であれば容易に相当し得るものであるので、このような様々な組み合わせによるシステムもまた、本発明の範疇に属するものである。

１０２ 探触子
１０４ 位置制御機構
１０５ 光源
１０７ 信号受信部
１０９ 制御プロセッサ
１１２ 画像構成部
１１４ 記憶部

Claims (19)

1. 光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信した複数の受信素子から出力された受信信号に基づいて、関心領域の被検体情報を取得する光音響装置であって、
   前記受信信号に基づいて受信信号データを生成し、保存する信号データ取得部と、
   前記関心領域を示す情報を取得する第１領域取得部と、
   前記複数の受信素子の指向軸が集まる領域を示す情報を取得する第２領域取得部と、
   前記受信信号データに基づいて、前記関心領域の前記被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
   を有し、
   前記信号データ取得部は、
   前記関心領域を示す情報、及び、前記指向軸が集まる領域を示す情報に基づいて、前記指向軸が集まる領域が前記関心領域に含まれないときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に由来する前記受信信号データのデータ量を、前記指向軸が集まる領域が前記関心領域に含まれるときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に由来する前記受信信号データのデータ量よりも小さくする
   ことを特徴とする光音響装置。
2. 前記信号データ取得部は、前記指向軸が集まる領域が前記関心領域に含まれないときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に対するサンプリング周波数を、前記指向軸が集まる領域が前記関心領域に含まれるときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に対するサンプリング周波数よりも低くして前記受信信号データを生成し、保存する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光音響装置。
3. 前記被検体情報取得部は、前記受信信号データのうち、前記複数の受信素子の指向軸が集まる領域が前記関心領域に含まれないときに前記複数の受信素子から出力された受信信号に由来する前記受信信号データを用いずに、前記関心領域の前記被検体情報を取得する
   ことを特徴する請求項１または２に記載の光音響装置。
4. 光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信した複数の受信素子から出力された受信信号に基づいて、関心領域の被検体情報を取得する光音響装置であって、
   前記受信信号に基づいて受信信号データを生成し、保存する信号データ取得部と、
   前記関心領域を示す情報を取得する第１領域取得部と、
   前記複数の受信素子の指向軸が集まる領域を示す情報を取得する第２領域取得部と、
   前記受信信号データに基づいて、前記関心領域の前記被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
   を有し、
   前記信号データ取得部は、
   前記関心領域を示す情報、及び、前記指向軸が集まる領域を示す情報に基づいて、前記指向軸が集まる領域が前記関心領域に含まれないときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に由来する前記受信信号データを保存しない
   ことを特徴とする光音響装置。
5. 前記信号データ取得部は、前記指向軸が集まる領域が前記関心領域に含まれないときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に由来する前記受信信号データを生成しない
   ことを特徴とする請求項４に記載の光音響装置。
6. 前記第１領域取得部は、ユーザの指示に基づいて決定された領域を示す情報を、前記関心領域を示す情報として取得する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光音響装置。
7. 複数の領域を示す情報が保存された記憶部を更に有し、
   前記第１領域取得部は、前記複数の領域のうち、ユーザの指示に基づいて決定された領域を示す情報を、前記関心領域を示す情報として取得することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光音響装置。
8. 前記複数の受信素子の指向軸が集まるように前記複数の受信素子を支持する支持体を更に有する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光音響装置。
9. 前記支持体は、曲面上に前記複数の受信素子を支持する
   ことを特徴とする請求項８に記載の光音響装置。
10. 前記支持体は、球面上に前記複数の受信素子を支持することにより、前記複数の受信素子の指向軸が前記球面の曲率中心に集まる
    ことを特徴とする請求項８に記載の光音響装置。
11. 複数のタイミングのそれぞれで光が前記被検体に照射されるときの前記支持体の位置を設定する制御部と、
    前記制御部により設定された前記支持体の位置に前記支持体に移動させる移動機構と、
    を更に有する
    ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の光音響装置。
12. 複数のパターンの、前記支持体の位置の組み合わせを示す情報が保存された記憶部と、
    前記制御部は、前記複数のパターンのうち、ユーザの指示に基づいて決定されたパターンに対応する前記支持体の位置の組み合わせを示す情報に基づいて、前記支持体の位置を設定する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光音響装置。
13. 前記信号データ取得部は、前記支持体の位置を示す情報に基づいて、前記指向軸が集まる領域を示す情報を取得する
    ことを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の光音響装置。
14. 前記指向軸が集まる領域は、前記複数の受信素子が配置された球面の曲率中心を中心とした略球形状の領域である
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の光音響装置。
15. 前記球面の曲率中心点の分解能をＲ_Ｈ、Ｒ_Ｈの半分の分解能をＲ、前記球面の半径をｒ_０、前記複数の受信素子の直径をφ_ｄとした場合に、前記指向軸が集まる領域は、次式に示す半径ｒを有する略球形状の領域である
    

    

    
    ことを特徴とする請求項１４に記載の光音響装置。
16. 光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信した複数の受信素子から出力された受信信号に基づいて受信信号データを生成し、保存する信号処理方法であって、
    前記複数の受信素子の指向軸が集まる領域が関心領域に含まれないときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に由来する前記受信信号データのデータ量を、前記複数の受信素子の指向軸が集まる領域が前記関心領域に含まれるときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に由来する前記受信信号データのデータ量よりも小さくする
    ことを特徴とする信号処理方法。
17. 光が被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信した複数の受信素子から出力された受信信号に基づいて受信信号データを生成し、保存する信号処理方法であって、
    前記複数の受信素子の指向軸が集まる領域が関心領域に含まれないときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に由来する前記受信信号データを保存しない
    ことを特徴とする信号処理方法。
18. 前記指向軸が集まる領域が前記関心領域に含まれないときに前記複数の受信素子のそれぞれから出力された前記受信信号に由来する前記受信信号データを生成しない
    ことを特徴とする請求項１７に記載の信号処理方法。
19. 請求項１６から１８のいずれか１項に記載の信号処理方法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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