JP6512969B2 - 処理装置、光音響装置、処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、被検体の光学係数情報を取得する光音響装置、情報取得装置、情報取得方法、およびプログラムに関する。

生体等の被検体の光学係数情報（光吸収係数、等価散乱係数、有効減衰係数等）を推定する装置の臨床応用が提案されている。また、被検体の光学係数情報を測定する手法として、非特許文献１に記載された拡散光トモグラフィー（Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＤＯＴ）や非特許文献２に記載されたＴＲＳ（Ｔｉｍｅ−Ｒｅｓｏｌｖｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）などが提案されている。

Ａ．Ｐ．Ｇｉｂｓｏｎ，ｅｔ ａｌ．"Ｒｅｃｅｎｔ ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｕｓｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎ"，Ｐｈｙｓ．Ｍｅｄ．Ｂｉｏｌ．５０（２００５）Ｒ１−Ｒ４３ ＱＵＡＮＴＩＴＡＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ ＯＰＴＩＣＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＩＮ ＮＯＲＭＡＬ ＢＲＥＡＳＴＳ ＵＳＩＮＧ ＴＩＭＥ−ＲＥＳＯＬＶＥＤ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ： ＩＮ ＶＩＶＯ ＲＥＳＵＬＴＳ ＯＦ ３０ ＪＡＰＡＮＥＳＥ ＷＯＭＥＮ，Ｋａｚｕｎｏｒｉ Ｓｕｚｕｋｉ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ｏｐｔｉｃｓ １（３），３３０−３３４（Ｊｕｌｙ１９９６）

本発明の目的は、光学係数情報を取得する新規な方法を提供することにある。

本発明に係る処理装置は、音速情報と光学係数情報との関係を示す情報を取得する第１の取得手段と、被検体の音速情報を取得する第２の取得手段と、被検体の音速情報と関係を示す情報とを用いて、被検体の音速情報に対応する被検体の光学係数情報を取得する第３の取得手段と、光が照射された被検体から発生する音響波に基づいた信号を取得する第４の取得手段と、を有し、第２の取得手段は、信号を用いて被検体の音速情報を取得する。

本発明によれば、光学係数情報を取得する新規な方法を提供することができる。

第一の実施形態に係る光音響装置の構成を示す模式図 第一の実施形態に係る光音響装置の作動のフロー図 音速と光学係数との計算結果の一例を示す図 音速と光学係数との関係式（一次関数近似式）のグラフを示す図 音速と光学係数との関係式（三次関数近似式）のグラフを示す図 音速と光学係数との関係式（対数関数近似式）のグラフを示す図 音速と光学係数との関係式（２つの一次関数近似式）のグラフを示す図 第三の実施形態に係る光音響装置の作動のフロー図

以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状およびそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

［第一の実施形態］
本実施形態では、新規の方法により得られる光学係数情報を、光音響イメージング（ＰＡＩ：Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｉｍａｇｉｎｇ）に利用する例を説明する。

光音響イメージング装置は、パルス光を被検体に照射し、被検体内の組織が照射光のエネルギーを吸収する結果生じる光音響波（超音波）を受信し、光音響波の発生音圧（初期音圧）分布を生成する。光音響波は、被検体に照射された光を吸収するエネルギーを音圧に変換することで発生する。光音響波が発生する際の初期音圧Ｐ_０は式（１）で表すことができる。
Ｐ_０（ｒ）＝Γ（ｒ）・μ_ａ（ｒ）・φ（ｒ） ・・・（１）
ｒは被検体内の位置を表す。Ｐ_０は初期音圧であり、光音響波の受信信号に基づいて取得される。Γはグリューナイゼン係数であり、組織が決定すると一意に決定される既知のパラメータである。μ_ａは光吸収係数を表す。Φは光フルエンスを表す。

式（１）より、被検体内の光吸収係数分布を取得するためには、被検体に照射された光の被検体の各位置における光フルエンスを計算する必要があることが理解される。この計算に、被検体内の光吸収係数、等価散乱係数、または有効減衰係数等の光学係数情報が必要となる。

そこで、本実施形態では、光音響イメージングに用いられる被検体の光学係数情報を取得する新規な方法を説明する。本実施形態では、本発明者が見出した、音速情報と光学係数情報との関係に基づいて、被検体の光学係数情報を取得する。

本実施形態に係る光音響イメージングに利用して得られる情報としては、光吸収係数または被検体を構成する物質の濃度に関する情報などである。物質の濃度に関する情報とは、オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、総ヘモグロビン濃度、または酸素飽和度等である。総ヘモグロビン濃度とは、オキシヘモグロビン濃度およびデオキシヘモグロビン濃度の和のことである。酸素飽和度とは、全ヘモグロビンに対するオキシヘモグロビンの割合のことである。本実施形態において、被検体の各位置（２次元または３次元の空間の各位置）における上記情報の値を表す分布情報や被検体の上記情報の代表値（平均値など）を被検体情報として取得する。

図１は本実施形態に係る光音響装置を示す概略図である。光音響装置は、光照射部１００、保持部３００、受信部４００、駆動部５００、信号データ収集部６００、コンピュータ７００、表示部８００、および入力部９００を備える。測定対象は、被検体１０００である。

（光照射部１００）
光照射部１００は、光１３０を発する光源１１０と、光源１１０から射出された光１３０を被検体１０００へ導く光学系１２０とを含む。

光源１１０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であることが好ましい。光のパルス幅としては、１〜１００ナノ秒程度のパルス幅であってもよい。また、光の波長としては４００ｎｍから１６００ｎｍ程度の範囲の波長であってもよい。生体表面近傍の血管を高解像度でイメージングする場合は、血管での吸収が大きい波長（４００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下）としてもよい。一方、生体の深部をイメージングする場合には、生体の背景組織（水や脂肪など）において典型的に吸収が少ない波長（７００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下）の光を用いてもよい。

光源１１０としては、レーザーや発光ダイオードを用いることができる。また、複数波長の光を用いて測定する際には、波長の変換が可能な光源であってもよい。なお、複数波長を被検体に照射する場合、互いに異なる波長の光を発生する複数台の光源を用意し、それぞれの光源から交互に照射することも可能である。複数台の光源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。Ｎｄ：ＹＡＧレーザーやアレキ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。

光学系１２０には、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。乳房等を被検体１０００とする場合、パルス光のビーム径を広げて照射することが好ましいため、光学系１２０の光出射部は光を拡散させる拡散板等で構成されていてもよい。一方、光音響顕微鏡においては、解像度を上げるために、光学系１２０の光出射部はレンズ等で構成し、ビームをフォーカスして照射してもよい。

なお、光照射部１００が光学系１２０を備えずに、光源１１０から直接被検体１０００に光１３０を照射してもよい。

（保持部３００）
保持部３００は被検体の形状を測定中に保持するために使用される。保持部３００により被検体１０００を保持することによって、被検体の動きの抑制および被検体１０００の位置を保持部３００内に留めることができる。保持部３００の材料には、ＰＥＴ−Ｇ等を用いることができる。

保持部３００は、被検体１０００を保持できる硬度を有する材料であることが好ましい。保持部３００は、測定に用いる光を透過する材料であってもよい。保持部３００は、インピーダンスが被検体１０００と同程度の材料で構成されていてもよい。乳房等の曲面を有するものを被検体１０００とする場合、凹型に成型した保持部３００であってもよい。この場合、保持部３００の凹部分に被検体１０００を挿入することができる。なお、本実施形態に係る光音響装置は、保持部３００を有していなくてもよい。また、本実施形態に係る光音響装置は、保持部３００を有さず、乳房を挿入できる開口を有していてもよい。

（受信部４００）
受信部４００は、音響波を受信することにより電気信号を出力する受信素子４１１−４１４からなる受信素子群４１０と、受信素子群４１０を支持する支持体４２０とを含む。

各受信素子４１１−４１４を構成する部材としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック材料や、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電膜材料などを用いることができる。また、圧電素子以外の素子を用いてもよい。例えば、静電容量型トランスデューサ（ＣＭＵＴ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）、ファブリペロー干渉計を用いたトランスデューサなどを用いることができる。なお、音響波を電気信号に変換できる限り、いかなるトランスデューサを受信素子として採用してもよい。

支持体４２０は、機械的強度が高い金属材料などから構成されていてもよい。本実施形態において支持体４２０は半球殻形状であり、半球殻上に受信素子群４１０を支持できるように構成されている。この場合、各受信素子の指向軸は半球の曲率中心付近に集まる。そして、これらの受信素子から出力された電気信号群を用いて画像化したときに曲率中心付近の画質が高くなる。なお、支持体４２０は受信素子群４１０を支持できる限り、いかなる構成であってもよい。

（信号データ収集部６００）
信号データ収集部６００は、各受信素子４１１−４１４から出力されたアナログ信号である電気信号を増幅するアンプと、アンプから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを含む。信号データ収集部６００から出力されるデジタル信号は、コンピュータ７００内のメモリ７１０に記憶される。信号データ収集部６００は、Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＤＡＳ）とも呼ばれる。本明細書において電気信号は、アナログ信号もデジタル信号も含む概念である。

（コンピュータ７００）
コンピュータ７００は、メモリ７１０、音速取得部７２０、初期音圧取得部７３０、光学係数取得部７４０、光フルエンス取得部７５０、光吸収係数取得部７６０、制御部７７０、および濃度取得部７８０を含む。

メモリ７１０は、磁気ディスクやフラッシュメモリなどの非一時記憶媒体で構成することができる。また、メモリ７１０は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性の媒体であってもよい。なお、プログラムが格納される記憶媒体は、非一時記憶媒体である。

音速取得部７２０、光学係数取得部７４０、初期音圧取得部７３０、光フルエンス取得部７５０、光吸収係数取得部７６０、または濃度取得部７８０等の演算機能を担うユニットは、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で構成されることができる。これらのユニットは、単一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。

制御部７７０は、ＣＰＵなどの演算素子で構成される。制御部７７０は、入力部９００からの撮像開始などの各種操作による信号を受けて、光音響装置の各構成を制御する。また、制御部７７０は、メモリ７１０に格納されたプログラムコードを読み出し、光音響装置の各構成の作動を制御する。

コンピュータ７００は、信号データ収集部６００から出力されたデジタル信号を記憶し、記憶されたデジタル信号に基づいて被検体情報を取得する装置である。コンピュータ７００の行う処理の詳細については後述する。

なお、コンピュータ７００の各機能は異なるハードウェアによって構成されてもよい。また、受信部４００、信号データ収集部６００、およびコンピュータ７００は、１つのハードウェアによって構成されてもよい。また、各構成の少なくとも一部が１つのハードウェアによって構成されてもよい。例えば、受信部４００と信号データ収集部６００とが１つのハードウェアによって構成されてもよい。

（表示部８００）
表示部８００は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などのディスプレイである。コンピュータ７００により得られた光学係数情報や被検体情報等に基づく画像や特定位置の数値等を表示する装置である。表示部８００は、画像や装置を操作するためのＧＵＩを表示してもよい。

（入力部９００）
入力部９００は、ユーザーが操作可能な、マウスやキーボードなどで構成されることができる。また、表示部８００をタッチパネルで構成し、表示部８００を入力部９００としてもよい。

なお、光音響装置の各構成はそれぞれ別の装置として構成されてもよいし、一体となった１つの装置として構成されてもよい。また、光音響装置の少なくとも一部の構成が一体となった１つの装置として構成されてもよい。

（音響整合材１１００）
音響整合材１１００は光音響装置の構成ではないが説明する。音響整合材１１００には、水、超音波ジェルなどが用いられる。音響整合材１１００は、保持部３００と受信素子４１１−４１４との間を音響波伝搬させるためのものである。音響整合材１１００は音響波減衰が少ないものであってもよい。照射光が音響整合材を透過する場合、照射光に対して透明であってもよい。

以下、図２に示すフロー図を用いて、本実施形態に係る光音響装置の作動を説明する。

（Ｓ１００：光音響波に基づく信号データを取得する工程）
光源１１０が発した光は、光学系１２０としてのバンドルファイバにより被検体１０００に導かれる。光学系１２０は、光を保持部３００越しに被検体１０００に照射する。被検体１０００内の光吸収体は、照射された光を吸収し、体積膨張することにより光音響波を発生する。この光音響波１０２０は、被検体１０００および音響整合材１１００を伝搬し、受信素子群４１０に到達する。各受信素子４１１−４１４がこの光音響波を受信することによって電気信号を出力することにより、受信素子群４１０は電気信号群を出力する。受信素子から出力される電気信号は、受信素子に到達した光音響波の圧力の時間変動を表す時系列の信号である。

信号データ収集部６００は、受信素子群４１０から出力されたアナログ信号群である電気信号群をデジタル信号群に変換する。このデジタル信号群は、メモリ７１０に記憶させる。すなわち、光音響波に基づく信号データがメモリ７１０に記憶される。

なお、駆動部５００が受信部４００を移動させ、受信部４００が異なる複数の位置のそれぞれで光音響波を受信してもよい。駆動部５００は、駆動力を発生させるステッピングモータなどのモータと、駆動力を伝達させる駆動機構と、受信部４００の位置情報を検出する位置センサとを含む。駆動機構としては、リードスクリュー機構、リンク機構、ギア機構、または油圧機構などを用いることができる。位置センサとしては、エンコーダー、または可変抵抗器等のポテンショメータなどを用いることができる。駆動部５００は被検体１０００と受信部４００との相対位置を一次元、二次元、または三次元に変更させることができる。

駆動部５００は、被検体１０００と受信部４００との相対的な位置を変更できれば、受信部４００を固定し、被検体１０００を移動させてもよい。被検体１０００を移動させる場合は、被検体１０００を保持する保持部３００を動かすことで被検体１０００を移動させる構成などが考えられる。また、駆動部５００は、被検体１０００と受信部４００の両方を移動させてもよい。また、駆動部５００は、相対位置を連続的に移動させてもよいし、ステップアンドリピードによって移動させてもよい。

（Ｓ２００：音速情報を取得する工程）
音速取得部７２０は、音響波の伝搬経路における被検体の音速情報を取得する。音速取得部７２０は、公知のあらゆる方法により被検体の音速情報を取得してもよい。

音速取得部７２０は、メモリ７１０に記憶された光音響波に基づく信号データの信号レベルに基づいて被検体の音速情報を取得してもよい。例えば、特開２０１１−１２０７６５号公報に記載されたように注目領域に対応する信号レベルのばらつきに基づいて被検体の音速情報を取得してもよい。また、音速取得部７２０は、メモリ７１０に記憶された光音響波に基づく信号データから生成される分布情報としての被検体情報を解析することにより、被検体の音速情報を取得してもよい。

例えば、注目領域を設定し、被検体の音速情報を変化させたときのそれぞれでその注目領域を画像化する。そして、音速取得部７２０は、注目領域内の画素値の輝度値、コントラスト、または空間方向に対する微分値の総和（画像のエッジの度合いに相当）が最大になる被検体の音速情報を設定された注目領域を最適に画像化する被検体の音速情報として取得してもよい。なお、注目領域については、予め決定されていてもよく、ユーザーが入力部９００を用いて指定してもよい。また、評価対象となる画像は、初期音圧取得部７３０により取得される初期音圧分布に関する画像に限らず、光吸収係数取得部７６０により取得される光吸収係数分布に関する画像であってもよい。なお、後者の場合、光吸収係数分布を取得するために必要な被検体１０００の光学係数情報については、仮の値が予め設定されていてもよい。また、評価対象となる光吸収係数分布については、初期音圧分布に対して光の照射位置から指数関数的に輝度値のゲインを高くするような処理によって得られたものであってもよい。

光音響波の信号データを用いて音速情報を取得するこれらの手法を光音響装置に適用する場合、音速情報を取得するために追加の測定を行う必要がない。また、音速情報を取得するためのハードウェアを追加する必要がない。

また、音速取得部７２０は、光音響装置以外のモダリティで得られる被検体１０００の構造情報に基づいて被検体１０００の音速情報を取得してもよい。生体を構成する各構造における一般的な音速は知られている。そこで、例えば、超音波診断装置、ＭＲＩ、ＣＴ等の別のモダリティ装置で得られた画像を解析することにより得られた被検体内の各位置の構造を特定し、各構造に対応する音速を割り当ててもよい。

また、音速取得部７２０は、ユーザーが入力部９００を用いて入力した情報を受信することにより、音速情報を取得してもよい。例えば、初期音圧取得部７３０が所定の音速情報に基づいて、後述するＳ３００の方法により初期音圧分布を取得し、初期音圧分布に関する画像を表示部８００に表示させてもよい。続いて、ユーザーが入力部９００を用いて異なる音速情報を入力すると、同様に入力された音速情報に対応する画像が表示部８００に表示されることができる。そしてユーザーは、入力部９００を用いて音速情報を変更するとともに、表示部８００に表示された画像を確認しながら、任意の音速情報を最適な音速情報として入力することができる。音速取得部７２０は、ユーザーが入力した最適な音速情報を取得することができる。

被検体１０００としての乳房においては、大まかな傾向として年齢を重ねると、乳腺層の割合が減り脂肪層が支配的になる。一方、脂肪層の音速は１４２２〜１４７０ｍ／ｓ、乳腺層の音速は１５１０〜１５３０ｍ／ｓといわれている。それゆえ、年齢を重ねるについて、被検体１０００における音速は遅くなることが理解される。そこで、例えば、メモリ７１０には、年齢と音速情報との関係式または関係テーブルが格納されていてもよい。この場合、ユーザーが入力部９００を用いて年齢に関する情報を入力すると、音速取得部７２０がその年齢情報に対応する音速情報をメモリ７１０から読み出す、または関係式に従って算出してもよい。

また、音速取得部７２０は、被検体１０００の温度情報に基づいて音速情報を取得してもよい。例えば、光音響装置は被検体１０００の温度を測定する温度センサ（不図示）を更に備えてもよい。また、メモリ７１０には、被検体１０００の温度と音速情報との関係式または関係テーブルが格納されていてもよい。音速取得部７２０は、温度センサにより得られた被検体１０００に基づいてメモリ７１０に格納された関係式又は関係テーブルにしたがって、被検体１０００の音速情報を取得してもよい。

以上の方法により、測定毎に被検体の音速情報を取得することができる。なお、以前に同じ被検体の音速情報を取得している場合、以前に取得した音速情報をメモリ７１０から読み出すことにより取得してもよい。

本実施形態において被検体の音速情報とは、被検体を均質な媒質と仮定して得られる、被検体での音速の代表値のことを指す。すなわち、本実施形態において被検体の音速情報とは、被検体１０００の各位置における音速が位置によらず一定としたときに得られる音速の代表値のことを指す。

なお、音響波の伝搬経路に含まれる、被検体以外の構成（保持部３００または音響整合材１１００）の音速情報についても、上述した公知の方法により、被検体の音速情報と同様に取得することができる。また、被検体以外の構成の音速情報が既知である場合、音速情報をメモリ７１０に予め格納しておき、メモリ７１０から読み出すことにより取得してもよい。

なお、本実施形態では被検体の音速の代表値を音速情報としたが、第二の実施形態で後述するように、被検体の各位置における音速の値を表す分布情報を被検体の音速情報としてもよい。また、音響波の伝搬経路をすべて均質な媒質と仮定して得られる音速の代表値を音速情報としてもよい。また、被検体内の特定位置から各受信素子までの遅延時間は被検体内の特定位置から各受信素子までの音響波の伝搬速度と距離とから決定されるため、遅延時間を音速情報としてもよい。

（Ｓ３００：初期音圧分布を取得する工程）
被検体情報取得部としての初期音圧取得部７３０は、メモリ７１０に記憶された電気信号群と、Ｓ２００で取得された音速情報と、各受信素子４１１−４１４の位置情報とに基づいて、被検体１０００内の初期音圧分布を取得する。初期音圧分布を再構成する手法については、タイムドメイン再構成手法、フーリエドメイン再構成手法、モデルベース再構成手法（繰り返し再構成手法）などの公知の再構成手法を採用することができる。例えば、ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ Ｅ ７１，０１６７０６（２００５）に記載されたようなＵｎｉｖｅｒｓａｌ Ｂａｃｋ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）と呼ばれるタイムドメイン再構成手法を採用することができる。

初期音圧取得部７３０は、メモリ７１０に予め記憶された各受信素子４１１−４１４の位置情報を読み出してもよい。また、初期音圧取得部７３０は、光照射をトリガーとして、駆動部５００に備えられた位置センサから受信部４００の位置情報を受け取ることにより、各受信素子４１１−４１４の位置情報を取得してもよい。

（Ｓ４００：光学係数情報を取得する工程）
メモリ７１０には、音速情報と光学係数情報との関係を表す関係式または関係テーブルが格納されている。光学係数取得部７４０は、メモリ７１０に格納された関係式にしたがって、音速取得部７２０により取得された被検体の音速情報に基づいて被検体の光学係数情報を算出する。あるいは、光学係数取得部７４０は、音速取得部７２０により取得された被検体の音速情報に対応する被検体の光学係数情報を、メモリ７１０に格納された関係テーブルから読み出す。

本実施形態における光学係数情報とは、被検体１０００を均質な媒質と仮定したときに得られる光吸収係数μ_ａ、等価散乱係数μ_ｓ’、および有効減衰係数μ_ｅｆｆの少なくとも１つの代表値の事を指す。すなわち、本実施形態において被検体の光学係数情報とは、被検体１０００の各位置における光学係数が位置によらず一定としたときに得られる光学係数の代表値のことを指す。

なお、本実施形態では被検体の光学係数の代表値を光学係数情報としたが、第二の実施形態で後述するように、被検体の各位置における光学係数の値を表す分布情報を被検体の光学係数情報としてもよい。また、光の伝搬経路をすべて均質な媒質と仮定して得られる光学係数の代表値を光学係数情報としてもよい。

被検体以外の構成の光学係数情報についても、被検体の光学係数情報と同様に、音速情報に基づいて取得してもよい。また、被検体以外の構成の光学係数情報が既知である場合、光学係数情報をメモリ７１０に予め格納しておき、メモリ７１０から読み出すことにより取得してもよい。

ここで、音速情報と光学係数情報との関係について説明する。被検体１０００として乳房を想定した場合について説明する。乳房の主な構造物は脂肪および乳腺である。乳房には脂肪層と乳腺層という２つの層があり、その層の割合や分布が個人により異なることが知られている。脂肪層の音速は１４２２〜１４７０ｍ／ｓ、乳腺層の音速は１５１０〜１５３０ｍ／ｓといわれている。すなわち、音速は、脂肪層が多い場合に遅くなり、乳腺層が多い場合に速くなる傾向がある。

一方、光学係数情報は、脂肪と乳腺内に存在する血液に影響を受ける。例えば、血液内のヘモグロビンの光吸収係数は、脂肪や乳腺の光吸収係数に比べて、特に８００ｎｍ付近の波長では影響が大きい。このため、組織内の単位体積当たりの血管密度が０．１％程度であったとしても、脂肪や乳腺組織の光吸収係数に有意な差をつける。また、脂肪層と乳腺層では、解剖学的に乳腺層の方に血管密度が多いとされている。これらから、乳腺層が多い被検体では、音速が高くなり、かつ近赤外の波長（８００ｎｍ付近）における被験体の光吸収係数が大きくなる傾向があると考えられる。このように音速情報と光学係数情報との関係は、乳房内の組織成分に相関があると考えられる。

図３は、シミュレーションによって乳房の構造を変化させたときに得られた、音速情報と光学係数情報（μ_ａ及びμ_ｓ’）との関係を表す散布図である。図３（ａ）において横軸は音速、縦軸は光吸収係数μ_ａを表している。図３（ｂ）において横軸は音速、縦軸は乳房内の等価散乱係数μ_ｓ’を表している。なお、この計算において、被検体の組織成分は位置によらず一様であると考え、光吸収係数および等価散乱係数の代表値を算出した。また、乳腺層と脂肪層の割合、被検体の温度、乳腺層内の水の割合、乳腺層と脂肪層内の血管密度、血液の酸素飽和度をランダムに変化させて計算した。この計算において、脂肪の割合は３０％〜９０％、乳腺の割合を１０％〜７０％の範囲で変化させた。血管密度は０．１％〜１．１％、酸素飽和度は７０％〜１００％の範囲で変化させた。また、血液内にある赤血球量（ヘマトクリット量）を４６％±６％、ヘモグロビンモル濃度０．００２３８７６±０．０００２９（Ｍ／Ｌ）の範囲で変化させた。なお、音速については、各構造の音速の統計値を用いて計算した。光吸収係数μ_ａ及び等価散乱係数μ_ｓ’については、７９５ｎｍの波長に対する、脂肪、乳腺、水、オキシヘモグロビン、およびデオキシヘモグロビンのモラー光吸収係数およびモラー等価散乱係数を用いて計算した。

図３（ａ）および（ｂ）に示すような計算結果を、光学係数情報と音速情報との関係を表す関係テーブルとして、メモリ７１０に格納することができる。また、図３（ａ）および（ｂ）に示すような計算結果から近似式を求め、光学係数情報と音速情報との関係を表す関係式としてメモリ７１０に格納することができる。また、関係式に基づいて予め作成された関係テーブルがメモリ７１０に格納されていてもよい。例えば、一次または高次関数近似、対数関数近似、または指数関数近似など、あらゆる近似によって関係式を求めることができる。

例えば、図３（ａ）および（ｂ）に示す計算結果に対して最小二乗法によって一次関数近似式を求めると、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す近似式（グラフ）を得た。図４（ａ）および図４（ｂ）に示す近似式と計算結果との相関Ｒは、光吸収係数に対してはＲ＝０．６９１３となり、等価散乱係数に対してはＲ＝０．５５０８となった。いずれの場合も有意確率ｐは０．０００以下である。

また、図３（ａ）および（ｂ）に示す計算結果に対して最小二乗法によって三次関数近似式を求めると、図５（ａ）および図５（ｂ）に示す近似式（グラフ）を得た。図５（ａ）および図５（ｂ）に示す近似式と計算結果との相関Ｒは、光吸収係数に対してはＲ＝０．６９２８となり、等価散乱係数に対してはＲ＝０．５７８１となった。いずれの場合も有意確率ｐは０．０００以下である。

また、図３（ａ）および（ｂ）に示す計算結果に対して最小二乗法によって対数関数近似式を求めると、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す近似式（グラフ）を得た。図６（ａ）および図６（ｂ）に示す近似式と計算結果との相関Ｒは、光吸収係数に対してはＲ＝０．７３１３となり、等価散乱係数に対してはＲ＝０．５９４８となった。いずれの場合も有意確率ｐは０．０００以下である。

また、２つの一次関数近似式を組み合わせた関係式を取得し、メモリ７１０に格納されていてもよい。例えば、被検体を乳房とした場合、脂肪層の音速は１４２２〜１４７０ｍ／ｓ程度、乳腺層の音速は１５１０〜１５３０ｍ／ｓ程度であるといわれている。そこで、音速が１４７０ｍ／ｓ以上、１５１０ｍ／ｓ以下の範囲で近似式を切り替えてもよい。例えば、１４７５ｍ／ｓが脂肪層の音速と乳腺層の音速との境であると仮定して、２つの近似式に分けることが考えられる。この場合、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す計算結果に対して、音速が１４７５ｍ／ｓ以下の領域における一次関数近似式と、音速が１４７５ｍ／ｓよりも大きい領域の一次関数近似式を求めると、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す近似式（グラフ）を得た。図７（ａ）および図７（ｂ）に示す近似式と計算結果との相関Ｒは、光吸収係数に対してはＲ＝０．７４０８となり、等価散乱係数に対してはＲ＝０．５９７５となった。いずれの場合も有意確率ｐは０．０００以下である。この結果から理解されるように、１つの近似式で得られた関係式よりも、複数の近似式で得られた関係式の方が、相関が高くなっている。なお、測定する対象の構造やメモリ７１０に記録されている近似式のデータに合わせて音速の区切り位置を変更してもよい。また、２つの一次関数近似式を組み合わせる場合に限らず、被検体に応じて、任意の近似式を複数組み合わせた関係式を用いてもよい。

なお、音速に加えて、波長や音響減衰等の音速以外のパラメータと光学係数との関係テーブルまたは関係式がメモリ７１０に格納されてもよい。後述する第三の実施形態のように複数の波長の光を用いる場合、光学係数は波長依存性があるため、照射光の波長毎に音速と光学係数との関係テーブルまたは関係式を用意してもよい。また、組織によって音響減衰は異なる。脂肪と水では音響減衰がそれぞれ０．６（ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ）および２．１７ｘ１０−３（ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ）と異なる。そこで、例えば、Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．１３１，３８０２（２０１２）に記載されたような超音波ＣＴ装置等によれば、音速と音響減衰との両方を測定することができる。このようにして測定された音速及び音響減衰と波長と光学係数との関係テーブルまたは関係式を取得し、そのデータがメモリ７１０に格納されてもよい。

音速と光学係数との関係テーブルまたは関係式に、追加で関係付けられるパラメータについては、ユーザーが入力部９００を用いて指定してもよい。

また、メモリ７１０に格納される関係テーブルまたは関係式は、書き換えられることも可能である。

（Ｓ５００：光フルエンス分布を取得する工程）
被検体情報取得部としての光フルエンス取得部７５０は、Ｓ４００で得られた光学係数情報に基づいて、被検体１０００に照射された光の被検体１０００内での光フルエンス分布を取得する。すなわち、光フルエンス取得部７５０は、被検体内の各位置に照射された光フルエンスの値を取得する。

光フルエンス取得部７５０は、光学係数情報に基づいて公知の手法により光フルエンス分布を取得することができる。例えば、光フルエンス取得部７５０は、光学係数情報のほかに、光照射部１００から射出された光の面内強度分布、被検体の形状などのパラメータに基づいて光フルエンス分布を取得してもよい。測定毎に強度分布取得部（不図示）が光の面内強度分布を取得し、形状取得部（不図示）が被検体の形状を取得してもよい。また、不図示の光量計（パワーメータ）が照射光の総光量を計測してもよい。また、光フルエンスの計算手法には有限要素法、モンテカルロ法などを用いてもよい。例えば、特開２０１１−２０６１９２に記載された方法により光フルエンス分布を取得してもよい。

（Ｓ６００：光吸収係数分布を取得する工程）
被検体情報取得部としての光吸収係数取得部７６０は、Ｓ３００で取得された初期音圧分布とＳ５００で取得された光フルエンス分布とに基づいて光吸収係数分布を取得する。光吸収係数取得部７６０は、式（１）にしたがって、関心領域の各位置における初期音圧Ｐ_０を光フルエンスΦで除算することにより、光吸収係数μ_ａを取得することができる。なお、グリューナイゼン係数Γについては既知であるとして、光吸収係数取得部７６０は、予めメモリ７１０に格納されたグリューナイゼン係数を読み出すことにより計算に用いてもよい。

本実施形態において、Ｓ６００で得られる光吸収係数分布は被検体の各位置における光吸収係数の値を表す分布情報であり、Ｓ４００において被検体を均質な媒質と仮定して得られた光吸収係数とは異なる。光音響波の受信素子４１１−４１４は受信帯域特性をもつ。受信帯域特性とは光音響波の周波数に対する受信感度特性である。一方、光音響波の発生源の光吸収体の大きさによって光音響波が持つ周波数帯が異なる。その結果、受信素子が受信できる周波数を発生する大きさの光吸収体が主に画像化される。たとえば、受信素子の受信帯域の中心周波数を３ＭＨｚ、被検体の音速が１４８０ｍ／ｓのとき、この受信素子で測定できる光吸収体の大きさは約０．３７０ｍｍ〜１．４８ｍｍとなり、特に測定に適した大きさは約０．４９３ｍｍになる。すなわち、この場合、０．３７０ｍｍより小さい光吸収体および１．４８ｍｍより大きい光吸収体を画像化することが困難である。よって、光音響測定によって得られる光吸収係数分布は、受信帯域特性の依存した分解能を有する光吸収係数分布である。

（Ｓ７００：光吸収係数分布の画像を表示する工程）
制御部７７０は、被検体１０００の光吸収係数分布のデータを表示部８００に送信し、光吸収係数分布の画像や光吸収係数分布中の特定位置の数値等を表示部８００に表示させる。被検体情報が３次元の分布情報の場合、制御部７７０は、任意の断面で切断した断層画像、最大値投影（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：ＭＩＰ）画像、またはボリュームレンダリングした画像などを表示させることができる。例えば、３Ｄ画像を異なる複数の方向から表示してもよい。また、表示画像の傾きや表示領域、ウインドウレベルやウインドウ幅を、利用者が表示部８００の表示を確認しながら入力部９００を用いて変更するようにしてもよい。制御部７７０は、Ｓ１００で得られた信号データ、Ｓ２００で得られた音速情報、Ｓ３００で得られた初期音圧分布、Ｓ４００で得られた光学係数情報、またはＳ５００で得られた光フルエンス分布を、表示部８００に表示させてもよい。入力部９００は、それぞれの情報の表示のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるように構成されていてもよい。また、これらの表示形式として、例えば、重畳表示や並列表示するようにしてもよい。

以上、本実施形態に係る光音響装置によれば、被検体の音速情報に基づいて被検体の光学係数情報を取得することができる。また、本実施形態に係る光音響装置によれば、音速情報に基づいて得られた光学係数情報を用いて、光吸収係数分布を取得することができる。

［第二の実施形態］
第一の実施形態では、被検体１０００を均質な媒質と仮定したときの音速の代表値を被検体の音速情報として取得したが、本実施形態では、被検体１０００の各位置における音速の値を表す分布情報を被検体の音速情報として取得する例を説明する。本実施形態に係る装置構成は第一の実施形態と同様である。以下、第一の実施形態と異なる部分について説明する。

音速取得部７２０は、Ｓ２００で説明したような公知の手法により、被検体１０００の音速分布を取得する。例えば、音速取得部７２０は、Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．１３１，３８０２（２０１２）に記載されたような超音波ＣＴ装置を利用して得られた音速分布を音速情報として取得してもよい。本実施形態では、このように被検体１０００の音速不均一性を考慮した音速情報を取得することができるため、初期音圧取得部７３０は、被検体１０００の音速分布を用いて、第一の実施形態よりも初期音圧情報を精度良く取得することができる。

光学係数取得部７４０は、メモリ７１０に格納された音速と光学係数との関係式または関係テーブルにしたがって、被検体１０００の各位置における音速の値から被検体１０００の各位置における光学係数の値を取得することができる。すなわち、本実施形態において、光学係数取得部７４０は、被検体１０００の音速分布に基づいて、被検体１０００の光学係数分布を取得することができる。例えば、光学係数取得部７４０は、被検体の各位置について、関係式または関係テーブルにしたがって、音速の値を光学係数の値に置き換えることにより、被検体１０００の音速分布に基づいて、被検体１０００の光学係数分布を取得する。

本実施形態の場合、典型的に光学係数取得部７４０によって得られる光学係数情報の分解能は、音速取得部７２０により得られた音速情報の分解能と同程度あるいはそれ未満となる。ただし、光学係数取得部７４０は、音速取得部７２０により得られた音速情報に対して補間処理を行うことにより、元の音速情報の分解能以上の分解能を有する音速情報を取得することができる。さらに、光学係数取得部７４０は、補間処理された音速情報に基づいて光学係数情報を取得することにより、音速取得部７２０により得られた音速情報の分解能以上の分解能を有する光学係数情報を取得することができる。

あるいは、光学係数取得部７４０は、得られた光学係数情報に対して補間処理を行うことにより、音速情報の分解能によって決定される元の分解能よりも高分解能な光学係数情報を取得することもできる。

これらの方法によれば、音速取得部７２０が低分解能で音速情報を取得したとしても、光学係数取得部７４０は高分解能な光学係数情報を取得できるため、計算量が少なく高分解能な光学係数情報を取得できる場合もある。なお、補間処理の方法として、線形補間、キュービック補間、スプライン補間、または最近傍点補間など、いかなる補間処理を用いてもよい。

ところで、被検体の各位置の光学係数情報を取得することのできる、非特許文献１に記したようなＤＯＴでは、光が被検体内で強く拡散されてしまうため、高分解能な光学係数情報を取得することが困難であった。一方、本実施形態によれば、光学係数情報の分解能は音速情報に依存する。そのため、本実施形態によれば、高分解能に音速情報を取得することのできる方法で得られた音速情報に基づいて光学係数情報を取得することにより、ＤＯＴなどの従来技術よりも高分解能な光学係数情報を取得することが可能である。典型的に、ＤＯＴに比べてＰＡＩの方が、分解能が高いことが知られている。そのため、典型的には、光音響波の受信信号に基づいて得られた音速情報から得られる光学係数情報の分解能は、ＤＯＴで得られる光学係数情報の分解能よりも高くなる。

光フルエンス取得部７５０は、光学係数取得部７４０により得られた被検体の光学係数分布に基づいて、光フルエンス分布を取得してもよい。本実施形態によれば、被検体内の光学係数の不均一性を考慮した光学係数情報を用いるため、第一の実施形態よりも精度良く光フルエンス分布を取得することができる。

不図示の形状取得部は、音速取得部７２０により得られた音速分布から被検体の内外を区別して被検体の形状情報を取得してもよい。そして、光フルエンス取得部７５０は、音速分布から得られた被検体の形状情報と、音速分布から得られた光学係数分布と、に基づいて光フルエンス分布を取得してもよい。音速取得部７２０が光音響波に基づいて音速分布を取得する場合、追加の構成を用いることなく、被検体の形状情報を考慮した光フルエンス分布を取得することができる。

光吸収係数取得部７６０は、初期音圧取得部７３０により取得された初期音圧分布と、光フルエンス取得部７５０により取得された光フルエンス分布と、に基づいて光吸収係数分布を取得する。

制御部７７０は、光吸収係数分布の画像や特定位置の数値等を表示部８００に表示させる。本実施形態において、制御部７７０は、光学係数取得部７４０により得られた光学係数分布の画像や特定位置の数値等を表示部８００に表示させてもよい。また、光学係数取得部７４０により得られた光学係数分布のみを表示する場合、Ｓ２００およびＳ４００の工程を行い、Ｓ１００、Ｓ３００、Ｓ５００、およびＳ６００の工程を省略してもよい。

なお、光学係数分布のうち、予め部位の種類が分かっている等の理由から光学係数が既知である領域については、音速値とは関係なく既知の値に置き換えてもよい。

本実施形態に係る光音響装置は、被検体の音速分布を取得し、被検体の音速分布から被検体の光学係数分布を取得することができる。これにより、第一の実施形態よりも精度良く取得された初期音圧分布と、より精度良く取得された光フルエンス分布と、に基づいて第一の実施形態よりも光吸収係数分布を精度良く取得することができる。

［第三の実施形態］
本実施形態では、互いに異なる複数の波長の光をそれぞれ被検体に照射することにより発生した光音響波に基づいて分光情報、例えば被検体を構成する物質の濃度に関する情報を取得する例を説明する。

以下、図８に示すフロー図を用いて、本実施形態に係る光音響装置の作動を説明する。本実施形態において、第一の実施形態または第二の実施形態に係る光音響装置と同様の装置を用いる。

本実施形態では、まず、第１波長λ１の光を用いてＳ１００〜Ｓ６００の工程を行い、第１波長に対応する光吸収係数分布を取得する。制御部７７０は、全ての波長における測定が完了したか否かを判断する（Ｓ８００）。全ての波長における測定が完了していない場合は、制御部７７０が、光照射部１００の発する光の波長を変更して、再度Ｓ１００〜Ｓ６００の工程を実行させる。すなわち、第２波長λ２の光を用いて、Ｓ１００〜Ｓ６００の工程を行い、第２波長に対応する光吸収係数分布を取得する。なお、本実施形態においてメモリ７１０は、複数の波長のそれぞれに対応する、音速情報と光学係数情報との関係テーブルまたは関係式を記憶している。そして、Ｓ４００において、光学係数取得部７４０は、各波長に対応する関係テーブルまたは関係式をメモリ７１０から読み出し、波長ごとの光学係数情報を取得する。

続いて、被検体情報取得部としての濃度取得部７８０は、被検体を構成する物質の濃度に関する情報として酸素飽和度分布を取得する（Ｓ９００）。以下、酸素飽和度分布を取得する方法の例を説明する。

照射光の波長をλ_１とλ_２、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンのモラー光吸収係数［１／（ｍｍ・Ｍ）］をε_Ｈｂと

、各ヘモグロビンの濃度［Ｍ］をＣ_Ｈｂと

とする場合、各波長に対応する光吸収係数分布μ_ａは式（２）と表せる。

酸素飽和度ＳＯ２は総ヘモグロビン濃度に対するオキシヘモグロビン濃度の割合であるので、式（３）と定義される。

式（２）および式（３）から、酸素飽和度ＳＯ２は式（４）で表される。

モラー光吸収係数は既知であるため、式（４）から理解されるように、濃度取得部７８０は、第１波長に対応する光吸収係数分布と、第２波長に対応する光吸収係数分布とに基づいて、酸素飽和度分布を算出することができる。

また、光伝播が平面的であるとみなせる場合、式（４）中の光吸収係数比は式（５）のように求めることができる。
μ_ａ（λ_１，ｒ）／μ_ａ（λ_２，ｒ）＝Ｐ_０（λ_１）φ_０（λ_１）／Ｐ_０（λ_２）φ_０（λ_２）・ｅｘｐ（μ_ｅｆｆ（λ_１）ｄ（ｒ）−μ_ｅｆｆ（λ_２）ｄ（ｒ）） ・・・（５）
ここで、ｄは光照射位置（被検体表面）からの距離であり、φ_０は光照射位置における光フルエンスである。この場合、式（４）および式（５）から理解されるように、第１波長における等価減衰係数と第２波長における等価減衰係数との差から酸素飽和度を取得することができる。すなわち、２波長間の等価減衰係数の差を光学係数情報として、音速情報と光学係数情報との関係テーブルまたは関係式をメモリ７１０に格納してもよい。

濃度取得部７８０は、酸素飽和度以外にも、脂肪、コラーゲン、水、ヘモグロビン、グルコース、または分子プローブの濃度などの、異なる波長に基づくデータ同士の比較によって取得できるデータを取得することができる。

制御部７７０は、濃度取得部７８０により得られた酸素飽和度分布の画像や特定位置における数値等を表示部８００に表示させる（Ｓ１０００）。なお、酸素飽和度分布の画像とともに、初期音圧分布または光吸収係数分布の画像を表示してもよい。

なお、音速情報は波長依存性が低いため、複数の波長の一部の波長に対応する光音響波の受信信号から得られた音速情報を、残りの波長に対応する光学係数情報を取得するために用いてもよい。また、複数の波長の一部の波長に対応する光音響波の受信信号から得られた音速情報を、残りの波長に対応する光音響波の受信信号に対する処理に用いてもよい。

例えば、本実施形態において、音速取得部７２０は、第１波長に対応する電気信号に基づいて音速情報を取得する。そして、初期音圧取得部７３０は、第１波長に対応する電気信号に基づいて得られた音速情報と、第２波長に対応する電気信号と、に基づいて第２波長に対応する初期音圧分布を取得してもよい。また、光学係数取得部７４０は、第１波長に対応する電気信号に基づいて得られた音速情報を用いて、第２の波長に対応する関係テーブルまたは関係式にしたがって第２波長に対応する光学係数情報を取得してもよい。

また、光音響波に基づいて音速情報を取得する場合、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンのモラー光吸収係数の差がより小さい波長の光によって発生した光音響波に基づいて音速情報を取得してもよい。このような波長を選択することにより、動脈や静脈などの機能的な差を有する血管からの信号や画像であっても同様に取り扱うことができる。

また、第１波長による光音響波の測定と第２波長による光音響波の測定との間隔を短くすることが好ましい。測定間隔が長くなると被検体の体動が起こる可能性が高くなる。体動が起こると波長間の画像にずれが生じ、濃度に関する情報の取得精度が低くなる場合がある。そこで、第１波長の光でＳ１００の工程を行った後に、その他の工程を行う前に、第２波長の光でＳ１００の工程を行ってもよい。
（その他の実施例）
また、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、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（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（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００ 光照射部
４００ 受信部
７００ コンピュータ

Claims (19)

1. 音速情報と光学係数情報との関係を示す情報を取得する第１の取得手段と、
   被検体の音速情報を取得する第２の取得手段と、
   前記被検体の音速情報と前記関係を示す情報とを用いて、前記被検体の音速情報に対応する前記被検体の光学係数情報を取得する第３の取得手段と、
   光が照射された前記被検体から発生する音響波に基づいた信号を取得する第４の取得手段と、
   を有し、
   前記第２の取得手段は、前記信号を用いて前記被検体の音速情報を取得する
   ことを特徴とする処理装置。
2. 前記第２の取得手段は、前記被検体の音速の代表値を前記音速情報として取得し、
   前記第３の取得手段は、前記関係を示す情報とを用いて、前記被検体の音速の代表値に対応する前記被検体の光学係数情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
3. 前記第２の取得手段は、前記被検体の複数の位置における音速値を前記音速情報として取得し、
   前記第３の取得手段は、前記関係を示す情報を用いて、前記被検体の複数の位置における音速値に対応する当該複数の位置における光学係数を前記光学係数情報として取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
4. 前記被検体の年齢情報を取得する第５の取得手段を有し、
   前記関係を示す情報は、年齢情報、音速情報、及び光学係数情報の関係を示す情報であり、
   前記第３の取得手段は、前記関係を示す情報を用いて、前記被検体の年齢情報および前記被検体の音速情報に対応する前記被検体の光学係数情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の処理装置。
5. 前記第５の取得手段は、ユーザによる入力に基づいて前記年齢情報を取得する
   ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 被検体に照射される光の波長に関する情報を取得する第６の取得手段を更に有し、
   前記関係を示す情報は、光の波長、音速情報、及び光学係数情報の関係を示す情報であり、
   前記第３の取得手段は、前記関係を示す情報を用いて、前記波長に関する情報および前記被検体の音速情報に対応する前記被検体の光学係数情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の処理装置。
7. 前記関係を示す情報は、音速情報と光学係数情報との関係を示す関係テーブルまたは関係式である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の処理装置。
8. 前記関係を示す情報が格納されたメモリを更に有し、
   前記第１の取得手段は、前記メモリに格納された前記関係を示す情報を読み出すことにより、前記関係を示す情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の処理装置。
9. 前記信号と前記被検体の音速情報とを用いて、前記被検体内の初期音圧分布を取得し、
   前記被検体の光学係数情報を用いて、前記被検体に照射された光の前記被検体内の光フルエンス分布を取得し、
   前記初期音圧分布と前記光フルエンス分布とを用いて、前記被検体内の光吸収係数分布に関する被検体情報を取得する第７の取得手段を有する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の処理装置。
10. 前記第４の取得手段は、互いに異なる複数の波長の光が照射された前記被検体から発生する光音響波に基づいた、前記複数の波長に対応する信号を取得し、
    前記関係を示す情報は、光の波長に関する情報、音速情報、及び光学係数情報の関係を示す情報であり、
    前記第２の取得手段は、前記複数の波長の一部の波長に対応する信号を用いて、前記被検体の音速情報を取得し、
    前記第３の取得手段は、前記一部の波長に対応する信号を用いて得られた前記被検体の音速情報と、前記関係を示す情報とを用いて、前記複数の波長に対応する前記被検体の光学係数情報を取得する
    ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の処理装置。
11. 前記一部の波長に対応する信号を用いて得られた前記音速情報と、前記複数の波長に対応する前記光学係数情報と、前記複数の波長に対応する前記信号と、を用いて、被検体情報を取得する第７の取得手段を有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の処理装置。
12. 前記第７の取得手段は、前記一部の波長に対応する信号を用いて得られた前記音速情報と、前記複数の波長に対応する信号と、を用いて、前記複数の波長に対応する初期音圧分布を取得し、
    前記複数の波長に対応する前記光学係数情報を用いて、前記複数の波長に対応する光フルエンス分布を取得し、
    前記複数の波長に対応する前記初期音圧分布と、前記複数の波長に対応する前記光フルエンス分布とを用いて、前記被検体情報を取得する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の処理装置。
13. 請求項１から９のいずれか１項に記載の処理装置と、
    光を前記被検体に照射する光照射手段と、
    前記光照射手段からの光が照射された前記被検体から発生する音響波を信号に変換する受信手段と、
    を有し、
    前記処理装置は、前記受信手段から出力された前記信号を処理する
    ことを特徴とする光音響装置。
14. 請求項１０から１２のいずれか１項に記載の処理装置と、
    前記複数の波長の光を前記被検体に照射する光照射手段と、
    前記光照射手段からの前記複数の波長の光が照射された前記被検体から発生する光音響波を受信することにより、前記複数の波長に対応する信号を出力する受信手段と、
    を有し、
    前記処理装置は、前記受信手段から出力された前記複数の波長に対応する信号を処理する
    ことを特徴とする光音響装置。
15. 音速情報と光学係数情報との関係を示す情報を取得する工程と、
    被検体の音速情報を取得する工程と、
    前記被検体の音速情報と前記関係を示す情報とを用いて、前記被検体の音速情報に対応する前記被検体の光学係数情報を取得する工程と、
    光が照射された前記被検体から発生する音響波に基づいた信号を取得する工程と、
    を有し、
    前記音速情報を取得する工程において、前記信号を用いて前記被検体の音速情報を取得する
    ことを特徴とする処理方法。
16. 前記音速情報を取得する工程において、前記被検体の音速の代表値を前記音速情報として取得し、
    前記光学係数情報を取得する工程において、前記関係を示す情報を用いて、前記被検体の音速の代表値に対応する前記光学係数情報を取得する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の処理方法。
17. 前記音速情報を取得する工程において、前記被検体の複数の位置における音速値を前記音速情報として取得し、
    前記光学係数情報を取得する工程において、前記関係を示す情報を用いて、前記被検体の複数の位置における音速値に対応する当該複数の位置における光学係数を前記光学係数情報として取得する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の処理方法。
18. 前記被検体の年齢情報を取得する工程を有し、
    前記関係を示す情報は、年齢情報、音速情報、及び光学係数情報の関係を示す情報であり、
    前記光学係数情報を取得する工程において、前記関係を示す情報を用いて、前記被検体の年齢情報および音速情報に対応する前記被検体の光学係数情報を取得する
    ことを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載の処理方法。
19. 請求項１５から１８のいずれか１項に記載の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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