JP6614910B2 - Photoacoustic device - Google Patents
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Description
本発明は、光音響効果を利用した光音響装置に関するものである。 The present invention relates to a photoacoustic apparatus using a photoacoustic effect.
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吸収されることにより、光音響波が発生する。トランスデューサはこの光音響波を電気信号に変換し、処理装置がその電気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を取得する。 One of imaging techniques using light is a photoacoustic imaging technique. In photoacoustic imaging, first, pulsed light generated from a light source is irradiated onto a subject. Irradiation light propagates and diffuses in the subject, and is absorbed at a plurality of locations in the subject to generate photoacoustic waves. The transducer converts the photoacoustic wave into an electrical signal, and the processing device analyzes the electrical signal to acquire information on the optical characteristic value inside the subject.
被検体内の光吸収体から発生する光音響波の発生音圧(以下、初期音圧とも呼ぶ)P0は次式で表すことができる。 The generated sound pressure (hereinafter also referred to as initial sound pressure) P 0 of the photoacoustic wave generated from the light absorber in the subject can be expressed by the following equation.
P0=Γ・μa・Φ・・・・・・・・・・(1)
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Cp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(吸収体に到達した光量であり、光フルエンスとも言う)である。
P 0 = Γ · μ a · Φ (1)
Here, Γ is a Gruneisen coefficient, which is obtained by dividing the product of the volume expansion coefficient β and the square of the sound velocity c by the constant pressure specific heat C p . Φ is the amount of light at a certain position (local area) (the amount of light reaching the absorber, also referred to as light fluence).
初期音圧P0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)を用いて求めることができる。 The initial sound pressure P 0 can be obtained using a reception signal (PA signal) output from a probe that has received a photoacoustic wave.
グリューナイセン係数は組織が決まれば、ほぼ一定の値をとることが知られているので、PA信号の時間的変化を複数の個所で測定及び解析することにより光吸収係数μaと光量Φの積、すなわち、光エネルギー吸収密度を得ることができる。 If glue Nai Sen coefficients Kimare tissue, since it is known to take a substantially constant value, the optical absorption coefficient mu a light quantity Φ by measuring and analyzing the temporal variation of PA signals at a plurality of locations The product, that is, the light energy absorption density can be obtained.
特許文献1は、光に起因して発生した光音響波に基づいて、血管の光音響画像を生成する光音響画像生成装置を開示する。 Patent Literature 1 discloses a photoacoustic image generation apparatus that generates a photoacoustic image of a blood vessel based on a photoacoustic wave generated due to light.
ところで、測定対象が生体である場合、光音響測定で得られる信号が、生体の拍動によって影響を受けることが考えられる。たとえば、光吸収体がヘモグロビンであるとした場合、血管内の血液量が多いタイミングで取得された信号は測定する部位に存在するヘモグロビンの量が多いため、式(1)にしたがって発生する光音響波の音圧は高くなる。したがって、得られる信号のS/N比が比較的高いことが予想される。一方で、同じ部位の測定を行っても、血管内の血液量が少ないタイミングで取得された信号は測定する部位に存在するヘモグロビンの量が少ないために、発生する光音響波の音圧は小さくなる。すなわち、血液量が少ないタイミングで発生した光音響波の受信信号のS/N比は比較的低くなることが予想される。つまり、血管内の血液量によって、取得される被検体情報の精度が変化することになる。 By the way, when the measurement target is a living body, it is conceivable that a signal obtained by photoacoustic measurement is affected by the pulsation of the living body. For example, if the light absorber is hemoglobin, the signal acquired at the timing when the amount of blood in the blood vessel is large is large in the amount of hemoglobin present in the region to be measured, so the photoacoustic generated according to equation (1) The sound pressure of the waves increases. Therefore, it is expected that the S / N ratio of the obtained signal is relatively high. On the other hand, even if the same part is measured, the sound pressure of the generated photoacoustic wave is small because the signal acquired when the blood volume in the blood vessel is small is low in the amount of hemoglobin present in the part to be measured. Become. That is, it is expected that the S / N ratio of the received signal of the photoacoustic wave generated at the timing when the blood volume is small is relatively low. That is, the accuracy of the acquired subject information changes depending on the blood volume in the blood vessel.
そこで、本発明は、血管内の血液量の変動による、取得される被検体情報への影響を抑制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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a photoacoustic apparatus capable of suppressing the influence on the acquired subject information due to the fluctuation of the blood volume in the blood vessel.
本発明の一つの側面である光音響装置は、被検体にパルス光を複数回照射する光照射部と、前記光照射部からのパルス光が前記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、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、を有し、前記被検体情報取得部は、前記各変動周期内の第1の期間に取得された複数の信号に基づく第1の被検体情報を取得するとともに、前記各変動周期内の前記第1の期間とは異なる第2の期間に取得された複数の信号に基づく第2の被検体情報を取得し、前記第1の被検体情報と前記第2の被検体情報とを重畳して並べて前記表示部に表示させる。 A photoacoustic apparatus according to one aspect of the present invention includes a light irradiation unit that irradiates a subject with pulsed light a plurality of times, and a photoacoustic generated by irradiating the subject with pulsed light from the light irradiation unit. A receiving unit that receives a wave and outputs a plurality of signals corresponding to a plurality of times of light irradiation; a blood information acquisition unit that acquires information about a blood volume of the subject; and the plurality of signals based on the plurality of signals. A subject information acquisition unit that acquires subject information in a region of interest in the sample, and the subject information acquisition unit is based on a plurality of signals acquired in a first period within each fluctuation period Obtaining first subject information, obtaining second subject information based on a plurality of signals obtained in a second period different from the first period within each fluctuation period, One subject information and the second subject information are superimposed and arranged in parallel. It is displayed on the display unit Te.
本発明に係る光音響装置によれば、血管内の血液量による、取得される被検体情報への影響を抑制することができる。 According to the photoacoustic apparatus according to the present invention, it is possible to suppress the influence on the acquired object information due to the blood volume in the blood vessel.
以下、図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の符号を付して、説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component in principle, and description is abbreviate | omitted.
[実施形態1]
先述のように、血液量が少ない領域で発生した光音響波の受信信号のS/Nは比較的小さくなる。そのため、光音響装置によって関心領域の被検体情報を取得するときに、血液量が少ない期間において取得される被検体情報の精度が低下してしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、心電図信号に基づいて被検部の血液量を推定し、血液量が相対的に多い期間に発生した音響波に基づいて被検体情報を取得する例を説明する。
[Embodiment 1]
As described above, the S / N of the received signal of the photoacoustic wave generated in the region where the blood volume is small is relatively small. Therefore, when acquiring the subject information of the region of interest by the photoacoustic apparatus, there is a possibility that the accuracy of the subject information acquired in a period in which the blood volume is small may be reduced. Therefore, in the present embodiment, an example will be described in which the blood volume of the test part is estimated based on an electrocardiogram signal, and the subject information is acquired based on an acoustic wave generated during a period when the blood volume is relatively large.
本実施形態に係る光音響装置は、光音響波の受信信号に基づいて被検体情報を取得する装置である。本実施形態に係る被検体情報とは、光音響効果により発生した光音響波の受信信号から得られる被検体に関する情報のことを指す。具体的に被検体情報は、発生音圧(初期音圧)、光エネルギー吸収密度、光吸収係数、および組織を構成する物質の濃度等である。ここで、物質の濃度とは、酸素飽和度、オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、および総ヘモグロビン濃度等である。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である。また、光吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布データを被検体情報としてもよい。 The photoacoustic apparatus according to the present embodiment is an apparatus that acquires subject information based on a photoacoustic wave reception signal. The subject information according to the present embodiment refers to information about the subject obtained from the received signal of the photoacoustic wave generated by the photoacoustic effect. Specifically, the subject information includes a generated sound pressure (initial sound pressure), a light energy absorption density, a light absorption coefficient, a concentration of a substance constituting the tissue, and the like. Here, the concentration of the substance includes oxygen saturation, oxyhemoglobin concentration, deoxyhemoglobin concentration, total hemoglobin concentration, and the like. The total hemoglobin concentration is the sum of the oxyhemoglobin concentration and the deoxyhemoglobin concentration. In addition, distribution data such as a light absorption coefficient distribution and an oxygen saturation distribution may be used as the subject information.
(基本的構成)
図1を参照しながら本実施形態に係る光音響装置の基本的構成を説明する。
(Basic configuration)
A basic configuration of the photoacoustic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
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、光照射部110、音響波受信部130、心電図取得部150、入力部170、表示部180、および処理部190を備える。光照射部110は、光源111と光学系113を備えている。なお、これらの構成の詳細については後述する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the photoacoustic apparatus of the present embodiment. The photoacoustic apparatus of this embodiment includes a
まず、光源111からのパルス光112は、光学系113によりに導かれる。光学系113から出射されたパルス光112は被検体120に照射され、被検体120内の光吸収体121に到達する。光吸収体121としては、典型的には生体内における血管、特に血管内に存在するヘモグロビン等の物質、腫瘍などである。光吸収体121は、光のエネルギーを吸収して、光音響波122を発生する。発生した光音響波122は、被検体内を伝搬し音響波受信部130に到達する。
First, the
音響波受信部130は、光音響波122を受信することにより時系列の受信信号を出力する。処理部190には、音響波受信部130から出力された受信信号が順次入力される。以上のステップを複数回の光照射行うことにより、複数回の光照射に対応する複数の時系列の受信信号を取得することができる。
The acoustic
処理部190は、入力された複数の時系列の受信信号を用いて、関心領域における被検体情報を生成する。そして、処理部190は、生成された被検体情報のデータを表示部180に送信し、表示部180に関心領域における被検体情報の画像や数値を表示させる。なお、関心領域は予め設定されてもよいし、ユーザーが入力部170を用いて関心領域を入力してもよい。関心領域は被検体120の少なくとも一部を含むように設定される。なお、被検体情報の取得方法の詳細については後述する。
The
ところで、光吸収体としてヘモグロビンを想定する場合、血管内の血液量が少ない領域についてはヘモグロビンの量が少ないため、その領域における光吸収係数は比較的低い。そのため、式(1)にしたがって発生する光音響波の音圧は小さくなる。すなわち、血液量が少ない領域で発生した光音響波の受信信号のS/Nは比較的小さい。また、血液量が極めて少ない場合、光音響波の受信信号がノイズに埋もれてしまう可能性もある。そのため、光音響装置によって関心領域の被検体情報を取得するときに、血液量が少ない領域においては取得される被検体情報の精度が低下してしまう可能性がある。 By the way, when hemoglobin is assumed as the light absorber, since the amount of hemoglobin is small in a region where the blood volume in the blood vessel is small, the light absorption coefficient in that region is relatively low. Therefore, the sound pressure of the photoacoustic wave generated according to the equation (1) is reduced. That is, the S / N of the received signal of the photoacoustic wave generated in the region where the blood volume is small is relatively small. Further, when the amount of blood is extremely small, the photoacoustic wave reception signal may be buried in noise. For this reason, when the subject information of the region of interest is acquired by the photoacoustic apparatus, the accuracy of the acquired subject information may be reduced in a region where the blood volume is small.
上記課題を鑑みて、本実施形態に係る光音響装置は、被検体120の心電図信号を取得する心電図取得部150を有する。心電図取得部150により得られる心電図信号の波形から、被検体120の心臓の態様を推定し、被検体120の血流状態を推定することができる。そこで、処理部190は、被検体120の心電図信号に基づいて、複数回の光照射に対応する複数の受信信号のうち、関心領域における血液量が少ないときに発生した光音響波の受信信号を使用せずに、関心領域における被検体情報を取得する。すなわち、処理部190は、複数回の光照射に対応する複数の受信信号のうち、関心領域における血液量が多いときに発生した光音響波の受信信号の少なくとも一部を使用して、関心領域における被検体情報を取得する。本実施形態においては、心電図取得部が血液情報取得部に対応する。
In view of the above problems, the photoacoustic apparatus according to the present embodiment includes an
このように被検体情報に用いる信号を抽出することにより、血液量の多いとき、すなわち、光吸収体としてのヘモグロビンの量が多い状態であるときに発生した、S/Nの高い光音響波の受信信号を多く使用して被検体情報を取得することができる。また、本実施形態によれば、血液量の少ない状態で発生した、S/Nの低い光音響波の受信信号を使用せずに被検体情報を取得することができるため、関心領域における被検体情報を精度よく取得することができる。なお、信号の抽出タイミングの詳細については後述する。 By extracting the signal used for the subject information in this way, the photoacoustic wave having a high S / N generated when the blood volume is large, that is, when the amount of hemoglobin as the light absorber is large. Object information can be acquired using many received signals. In addition, according to the present embodiment, since the subject information can be acquired without using the received signal of the photoacoustic wave having a low S / N generated in a state where the blood volume is low, the subject in the region of interest can be obtained. Information can be acquired with high accuracy. Details of the signal extraction timing will be described later.
以下、本実施形態に係る光音響装置の各構成ブロックについて説明する。 Hereinafter, each component block of the photoacoustic apparatus according to the present embodiment will be described.
(光源111)
光源111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であることが好ましい。また、波長としては400nmから1600nm程度の範囲の波長であることが好ましい。特に、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の波長(400nm以上、700nm以下)の光であることが好ましい。一方、生体の深部をイメージングする際には、生体の背景組織において吸収が少ない波長(700nm以上、1100nm以下)の光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。
(Light source 111)
The
具体的な光源111としては、レーザーが好ましい。また、複数波長の光を用いて測定する際には、発振する波長の変換が可能なレーザーがより好ましい。なお、複数波長を被検体120に照射する場合、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、もしくは交互に照射し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。
As the specific
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。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。 As the laser, various lasers such as a solid laser, a gas laser, a dye laser, and a semiconductor laser can be used. In particular, a pulsed laser such as an Nd: YAG laser or an alexandrite laser is preferable. Further, a Ti: sa laser or an OPO (Optical Parametric Oscillators) laser using Nd: YAG laser light as excitation light may be used. In addition, a light emitting diode or the like can be used instead of the laser.
(光学系113)
光学系113は、光源111から被検体120までパルス光112を伝達させる。光学系113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。また、本実施形態に係る光学系113は、パルス光112の進行方向を変更するための光学ミラー114、調光部115、拡散板116を備えている。
(Optical system 113)
The
乳房等を被検体とする生体情報取得装置においては、光学系113の光出射部は拡散板116等によりパルス光のビーム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、光学系113の光出射部はレンズ等で構成し、ビーム径をフォーカスして照射することが好ましい。
In a biological information acquisition apparatus using a breast or the like as a subject, it is preferable that the light emitting portion of the
また、光学系113は、光源111から発せられたパルス光112の減衰量を調整することのできる調光部115を含むことができる。調光部115としては、メカニカルシャッターや液晶シャッターなど、パルス光112の減衰量を調整することのできるあらゆる手段を用いることができる。
In addition, the
また、光学系113を被検体120に対して移動してもよく、これにより被検体120の広い範囲のイメージングが可能になる。
Further, the
なお、光学系113を用いずに、光源111から直接被検体120に光を照射することも可能である。
Note that it is also possible to directly irradiate the subject 120 with light from the
(被検体120)
被検体120は本発明の光音響装置の一部を構成するものではないが、以下に説明する。本実施形態に係る光音響装置は、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120としては生体、具体的には人体や動物の乳房や頸部、腹部などの診断の対象部位が想定される。
(Subject 120)
The subject 120 does not constitute a part of the photoacoustic apparatus of the present invention, but will be described below. The main purpose of the photoacoustic apparatus according to the present embodiment is to diagnose malignant tumors and vascular diseases in humans and animals, and to observe the course of chemotherapy. Therefore, the subject 120 is assumed to be a living body, specifically, a target site for diagnosis such as the breast, neck, and abdomen of a human body or animal.
また、被検体120の内部にある光吸収体121としては、被検体120の内部で相対的に光吸収係数が高いものが好ましい。例えば、人体が測定対象であればオキシヘモグロビンあるいはデオキシヘモグロビンやそれらを含む多く含む血管あるいは腫瘍の近傍に形成される新生血管が光吸収体121の対象となる。
In addition, as the
(音響波受信部130)
音響波受信部130は、1つ以上の変換素子と筺体とを備える。変換素子は、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(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)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。
(Acoustic wave receiving unit 130)
The acoustic
また、広い範囲の被検体情報を取得するために、音響波受信部130は、走査機構(不図示)により、被検体120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。また、光学系113(パルス光112の照射位置)と音響波受信部130とは同期して移動することが好ましい。
In order to acquire subject information in a wide range, the acoustic
また、ハンドヘルド型の音響波受信部130の場合は、ユーザーが音響波受信部130を把持する把持部を有する。また、音響波受信部130の受信面には音響レンズが設けられていてもよい。また、音響波受信部130には変換素子が複数設けられていてもよい。
In the case of the handheld acoustic
また、音響波受信部130に、変換素子から出力される時系列のアナログ信号を増幅する増幅器を設けてもよい。
The acoustic
(心電図取得部150)
心電図取得部150は、被検体120の心電図信号を取得する。典型的に、心電図取得部150は、心電図信号を取り出す誘導電極、アンプ、A/D変換器などから構成される。例えば、心電図取得部150としては、特許文献2または特許文献3に記載された装置などを用いることができる。心電図取得部150によって得られる心電図信号によれば、被検体120の心臓の態様を推定することができる。また、心電図信号から推定される心臓の態様から血管内の血流を推定することもできる。
(ECG acquisition unit 150)
The
(入力部170)
入力部170は、ユーザー(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を介して処理部190などの構成に送信する。例えば、入力部170により、ユーザー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。
(Input unit 170)
The
入力部170は、マウスやキーボード、タッチパネルなどで構成され、ユーザーの操作に従って制御部193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。また、ハンドヘルド型光音響装置には、光照射部110の駆動を指示するための入力部170を設けることが好ましい。このような入力部170としては、プローブに設けられたボタン型のスイッチやフットスイッチなどを採用することができる。
The
(表示部180)
表示部180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180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。
(Display unit 180)
As the
(処理部190)
コンピュータとしての処理部190は、演算部191、記憶部192、および制御部193を備える。
(Processing unit 190)
The
演算部191は、音響波受信部130から出力される時系列のアナログ受信信号を収集し、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。このような処理を行う演算部191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、演算部191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変換器などから構成される。
The
また、演算部191は、受信信号を用いて、被検体内の各位置の発生音圧情報を取得することができる。被検体内の各位置の発生音圧情報のことを、被検体内の初期音圧分布とも呼ぶ。なお、光音響装置が光音響トモグラフィー装置の場合、演算部191は、得られた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発生音圧のデータを求めることができる。演算部191は、画像再構成手法として、Universal Back Projection(UBP)や、Filtered Back Projection(FBP)、モデルベース法等の公知の再構成手法を用いることができる。また、演算部191は、画像再構成手法として、整相加算(Delay and Sum)処理を用いてもよい。
Moreover, the calculating
また、演算部191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、光パルス毎の包絡線検波後の信号における時間軸方向の振幅値を、を変換素子の奥行き方向に変換して、空間座標上指向方向(典型的には奥行き方向)にプロットしてもよい。演算部191は、これを変換素子の位置毎に行うことにより、初期音圧分布データを取得することができる。特に光音響装置が光音響顕微鏡である場合に、本手法を用いることが好ましい。
In addition, the
発生音圧情報を取得する処理を行う演算部191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、演算部191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。
An arithmetic circuit such as a CPU or GPU (Graphics Processing Unit), or an FPGA (Field Programmable Gate Array) chip can be used as the
記憶部192は、AD変換後の受信信号、各種分布データ、表示画像データ、各種測定パラメータ等を保存することができる。また、後述する被検体情報取得方法で行われるそれぞれの処理を、処理部190内の制御部193に実行させるプログラムとして記憶部192に保存しておくことができる。なお、プログラムが保存される記憶部192は、非一時的な記録媒体である。記憶部192は、典型的にはFIFOメモリ、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、記憶部192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。
The
また、処理部190は、光音響装置の各構成ブロックの作動を制御するための制御部193を備える。制御部193は、バスを介して光音響装置の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、制御部193は、光源111へ発光を指示する発光制御信号や音響波受信部130内の変換素子の受信制御信号などを供給する。制御部193には、典型的にCPUが用いられる。
In addition, the
なお、処理部190が備えるそれぞれの構成は、一体の装置で構成されていてもよいし、それぞれ別の装置で構成されていてもよい。また、演算部191と制御部193は、単一のデバイスにより構成されていてもよい。すなわち、処理部190は、演算部191と制御部193の機能を担う単一のデバイスを有していてもよい。
In addition, each structure with which the
[被検体情報取得方法]
次に、本実施形態に係る光音響装置が被検体情報を取得するフローを、図2を用いて説明する。制御部193が、記憶部192に保存された、被検体情報取得方法が記述されたプログラムを読み出し、光音響装置に以下の被検体情報取得方法を実行させている。
[Subject information acquisition method]
Next, a flow in which the photoacoustic apparatus according to the present embodiment acquires object information will be described with reference to FIG. The
(S100:複数回の光照射により光音響波の受信信号を取得するステップ)
本ステップでは、光照射部110が被検体120にパルス光112に照射する。続いて、音響波受信部130が、パルス光112の照射によって発生した光音響波122を受信し、時系列のアナログ受信信号を出力する。演算部191は、音響波受信部130から出力された時系列のアナログ受信信号を収集し、受信信号の増幅処理や、アナログの受信信号のAD変換処理を行う。そして、演算部191は、デジタル化された受信信号を記憶部192に保存する。記憶部192に保存された時系列の受信信号データを、光音響データとも呼ぶ。本発明において、受信信号とは、アナログ信号もデジタル信号も含む概念である。
(S100: Step of acquiring a photoacoustic wave reception signal by multiple times of light irradiation)
In this step, the
また、本ステップでは、光照射部110が複数回の光照射を行うことにより、複数回の光照射に対応する複数の時系列の受信信号が記憶部192に格納される。
Further, in this step, the
なお、光源111が熱の生じやすいランプ励起による固体レーザーなどの場合、光源の安定駆動のために一定の繰り返し周波数で発光し、被検体120に複数回の光照射を行うことが好ましい。図3(a)は、本実施形態に係る光源111の駆動シーケンスを示す。図3(a)に示すように、本実施形態では、光源111は所定の繰り返し周波数(約5Hz)で発光している。
In the case where the
(S200:複数回の光照射の間に、心電図信号を取得するステップ)
本ステップでは、心電図取得部150が被検体120の心電図信号を取得し、処理部190に送信する。なお、心電図取得部150が備える電極は、心臓に関する筋電図信号(心電図信号)を取得できるように適宜配置されている。
(S200: Step of acquiring an electrocardiogram signal during a plurality of times of light irradiation)
In this step, the
図3(b)は、心電図取得部150によって得られる典型的な心電図信号の波形を示す。図3(b)に示す心電図信号は、約1.2秒の周期の波形となっている。典型的に、心電図信号の波形は、P波、Q波、R波、S波、T波の合成によって形成される。一般的に、R波の頂点からT波の終わり付近までの期間が、心室の収縮期に相当し、血液が動脈に拍出される。また、T波の終わり付近からR波の頂点までの期間が、心室の拡張期に相当する。なお、本明細書では、R波の頂点からT波の終わり付近までの時間t1のことを、「R波の発生タイミングからT波の発生タイミングまでの第一の時間」と呼ぶ。
FIG. 3B shows a typical ECG signal waveform obtained by the
図3(c)は、関心領域における血液量の変化を示すグラフである。前述したように、心臓の態様については、心電図信号のR波をトリガーに心室の収縮が開始し、動脈への拍出が開始される。ところが、図3(c)から理解されるように、関心領域における血液量は、R波の発生タイミングに増大するのではなく、R波の発生タイミングから、関心領域に心室収縮に対応した血流が到達するまでの時間t2だけ時差をもって増大する。そして、R波の発生タイミングから時間t2が経過後、心室の収縮期間の時間t1だけ、血液量が多い期間が維持されると考えられる。 FIG. 3C is a graph showing changes in blood volume in the region of interest. As described above, in the heart mode, the ventricle contraction is triggered by the R wave of the electrocardiogram signal, and the delivery to the artery is started. However, as can be understood from FIG. 3C, the blood volume in the region of interest does not increase at the generation timing of the R wave, but the blood flow corresponding to the ventricular contraction in the region of interest from the generation timing of the R wave. It increases with a time difference by the time t2 until it reaches. Then, after the time t2 has elapsed from the generation timing of the R wave, it is considered that the period in which the blood volume is high is maintained for the time t1 of the ventricular contraction period.
本明細書では、R波の発生タイミングから、関心領域に心室収縮に対応した血流が到達するまでの時間t2を「遅延時間」とも呼ぶ。 In this specification, the time t2 from when the R wave is generated until the blood flow corresponding to the ventricular contraction reaches the region of interest is also referred to as “delay time”.
(S300:心電図信号に基づいて関心領域における血液量が多いときに得られた受信信号を抽出するステップ)
本ステップでは、被検体情報取得部としての演算部191が、S100で得られた複数回の光照射に対応する複数の時系列の受信信号から、S200で得られた心電図信号に基づいて、被検体情報の取得に用いる信号を抽出する。
(S300: step of extracting a received signal obtained when the blood volume in the region of interest is large based on the electrocardiogram signal)
In this step, the
演算部191は、心電図取得部150により得られた心電図信号に基づいて、関心領域における血液量が多いタイミングを決定する。そして、演算部191は、そのタイミングに発生した光音響波の受信信号を記憶部192から読み出す。一方、演算部191は、関心領域における血液量が少ないタイミングに発生した光音響波の受信信号については、記憶部192から読み出さず、被検体情報の取得に使用しない。
Based on the electrocardiogram signal obtained by the
図3(d)は、演算部191が行う信号抽出のシーケンスを示し、「read」のときに得られた受信信号を演算部191が抽出することを示す。演算部191は、S100で得られた複数の時系列の受信信号のうち、心電図信号のR波の発生タイミングから遅延時間t2が経過後、心室の収縮期の時間t1が経過するまでの期間に発生した光音響波の受信信号を抽出する。すなわち、演算部191は、関心領域に電気刺激による血流が存在する、血液量の多い期間に光照射することにより発生した光音響波の受信信号を、記憶部192から読み出す。一方、演算部191は、血液量の多い期間以外に光照射することにより発生した光音響波の受信信号を、記憶部192から読み出さない。
FIG. 3D shows a signal extraction sequence performed by the
本ステップにおいて抽出される信号は、心室収縮により血液量が増大したタイミングに発生した光音響波の受信信号となる。そのため、抽出された信号には、S/Nの高い信号が多く含まれることとなる。 The signal extracted in this step is a received photoacoustic wave signal generated at the timing when the blood volume increases due to ventricular contraction. For this reason, the extracted signal contains many signals with high S / N.
光の速度は、光音響波の速度と比べると桁違いに速いため、パルス光112が照射されたタイミングに関心領域内の各位置で同時に光音響波が発生したとみなすことができる。本明細書においては、パルス光112を被検体120に照射したタイミングを、そのパルス光112による光音響波が発生したタイミングとする。
Since the speed of light is orders of magnitude faster than the speed of photoacoustic waves, it can be considered that photoacoustic waves are generated simultaneously at each position in the region of interest at the timing when the
また、典型的に、R波の発生タイミングからT波の発生タイミングまでの時間t1は、0.3秒間以上、0.45秒間以下の時間であることが知られている。そのため、演算部191は、血液量が多い期間として、R波の発生タイミングから時間t2が経過後、0.3秒以上、0.45秒以下の所定の時間に発生した光音響波の受信信号を記憶部192から読み出してもよい。
Further, it is typically known that the time t1 from the generation timing of the R wave to the generation timing of the T wave is a time of 0.3 seconds or more and 0.45 seconds or less. Therefore, the
ここで、演算部191が、心電図信号からR波やT波などの特定の波の発生タイミングを検知することができる。例えば、演算部191が、所定の振幅よりも大きい心電図信号の波をR波として検知することができる。また、例えば、演算部191が、心電図信号に対して記憶部192に保存されたR波やT波のテンプレート波形とのテンプレートマッチングを行い類似度の高い波をR波やT波として検知することができる。なお、特定の波を検知する方法としては、R波やT波などの特徴的な波形を検知することができれば、どのような方法であってもよい。
Here, the
なお、R波が発生してから、心臓と関心領域との間の血管長を血流速で割った値の時間後に、関心領域に心室収縮に対応する血流が到達する。そのため、演算部191は、R波の発生タイミング、心臓と関心領域との間の血管長の情報、および血流速の情報に基づいて、被検体情報の取得に使用すべき信号の抽出開始タイミングを決定することができる。ただし、上記のように使用すべき信号の抽出開始タイミングを決定するには、被検体毎に心臓と関心領域との距離や血流速を測定する必要があるため、装置規模が大きくなる可能性がある。
Note that blood flow corresponding to ventricular contraction reaches the region of interest after a time corresponding to the value obtained by dividing the blood vessel length between the heart and the region of interest by the blood flow velocity after the R wave is generated. Therefore, the
そこで、抽出開始のタイミングについては、関心領域の部位ごとに予め決定されたものの中から選択することが好ましい。すなわち、記憶部192は、関心領域の部位の種類と、遅延時間t2との関係テーブルを有することが好ましい。また、光音響装置が、ユーザーが関心領域の部位の種類を入力することができるように構成された入力部170を有していることが好ましい。例えば、入力部170は、表示部180に表示された複数種類の部位から、ユーザーが関心領域の部位の種類を選択できるように構成することなどができる。そして、演算部191は、入力部170によって入力された部位の種類に対応する遅延時間t2を記憶部192に格納された関係テーブルから読み出すことができる。演算部191は、心電図信号からR波の発生タイミングを検知し、そのタイミングから記憶部192から読み出した遅延時間t2が経過した後に発生した光音響波の受信信号の中から所望の信号を抽出することができる。
Therefore, it is preferable to select the extraction start timing from those predetermined for each region of the region of interest. That is, it is preferable that the
なお、ここでは、遅延時間t2を決定するために必要な情報として、関心領域の部位の種類を用いて説明したが、遅延時間t2を決定するために必要な情報はこれに限らない。例えば、関心領域の部位の種類が同じであっても、被検体の年齢などによっても遅延時間t2は変わると考えられる。そのため、入力部170は、部位の種類の他に、被検体の年齢などの情報を入力することができるように構成されていることが好ましい。すなわち、入力部170は、少なくとも関心領域の部位の種類を入力できるように構成されていることが好ましい。そして、制御部193は、入力された被検体の年齢などの情報に対応する遅延時間t2を関係テーブルから読み出すことが好ましい。
Here, the description has been made using the type of region of the region of interest as the information necessary for determining the delay time t2. However, the information necessary for determining the delay time t2 is not limited thereto. For example, even if the type of region of interest is the same, the delay time t2 is considered to change depending on the age of the subject. Therefore, it is preferable that the
また、光音響装置のターゲット部位が予め決まっている場合は、記憶部192が、予め求められた遅延時間t2の情報を保存していることが好ましい。そして、演算部191が、心電図信号からR波の発生タイミングを検知し、そのタイミングから記憶部192に格納された遅延時間t2後に発生した光音響波の受信信号の中から所望の信号を抽出することができる。
Moreover, when the target site | part of a photoacoustic apparatus is decided beforehand, it is preferable that the memory |
なお、R波の発生タイミングから関心領域に心室収縮に対応した血流が到達するまでの期間を無視できる場合は、R波の発生タイミングを抽出開始タイミングとしてもよい。すなわち、この場合、遅延時間t2=0としてもよい。 When the period from the generation timing of the R wave until the blood flow corresponding to the ventricular contraction reaches the region of interest can be ignored, the generation timing of the R wave may be set as the extraction start timing. That is, in this case, the delay time t2 = 0 may be set.
なお、本実施形態では、R波の発生タイミングから遅延時間t2が経過後の心室収縮期の時間t1の間、血液量が増大すると考え、受信信号の抽出タイミングを設定したが、抽出タイミングの設定はこの形態に限らない。例えば、時間t1は心室の収縮期の時間に相当するが、貯留血液量などによっては時間t1が経過する前に血液の送り出しの大半が完了する場合が考えられる。すなわち、心室の収縮期の時間と血液の送り出しに要する時間とが一致しない場合が考えられる。この場合、時間t1よりも短い時間の間だけ、血液量が増大する可能性が考えられる。この場合は、処理部190は、R波の発生タイミングから遅延時間t2が経過後、時間t3が経過するまでに発生した光音響波の受信信号の少なくとも一部を使用して被検体情報を取得することが好ましい。すなわち、処理部190は、R波の発生タイミングから遅延時間t2が経過後、電圧印加時間t1が経過するまでに得られた受信信号のうち、時間t1の半分の時間が経過するまでに得られた受信信号を多く使用することが好ましい。
In this embodiment, the extraction amount of the received signal is set in consideration of the fact that the blood volume increases during the time t1 of the ventricular systole after the delay time t2 has elapsed from the generation timing of the R wave. Is not limited to this form. For example, the time t1 corresponds to the time of the ventricular systole, but depending on the amount of stored blood, most of the blood delivery may be completed before the time t1 elapses. That is, there may be a case where the time of the ventricular systole does not match the time required for blood delivery. In this case, there is a possibility that the blood volume increases only for a time shorter than the time t1. In this case, the
また、例えば、R波の発生タイミングから遅延時間t2が経過後の時間t1の間であっても、血液量の増大が十分に大きくないタイミングにおいては、取得される受信信号のS/Nが十分に大きくない場合も考えられる。そこで、演算部191は、R波の発生タイミングから遅延時間t2が経過後の電圧印加時間t1の間、かつ、振幅が所定の値よりも大きい受信信号を抽出することが好ましい。これにより、血液量が増大する期間の中で、特にS/Nが高い受信信号を選択的に抽出することができる。
Further, for example, even during the time t1 after the delay time t2 has elapsed from the generation timing of the R wave, the S / N of the received signal acquired is sufficient at the timing when the increase in blood volume is not sufficiently large. In some cases, it may not be large. Therefore, it is preferable that the
なお、図3(d)に示すシーケンスは、図3(a)〜(c)に示すシーケンスと並列してリアルタイムに実行されるだけではなく、全期間における図3(a)〜(c)のシーケンスが完了した後に実行されてもよい。 Note that the sequence shown in FIG. 3D is not only executed in real time in parallel with the sequence shown in FIGS. 3A to 3C, but also the sequence shown in FIGS. It may be performed after the sequence is complete.
本実施形態では、記憶部192に保存された複数の時系列の受信信号の中から所望の信号を抽出したが、所望の信号を選択的に使用して被検体情報を取得できる限り、この方法に限らない。例えば、音響波受信部130から出力されたアナログの電気信号のうち、血液量の少ないときに発生した光音響波の受信信号に対応するものについては記憶部192に保存しないこともできる。その結果、記憶部192には、血液量の多いときに発生した光音響波の受信信号が選択的に保存される。そして、演算部191は、記憶部192に保存された血液量の多いときに発生した光音響波の受信信号を選択的に使用して被検体情報を取得してもよい。
In the present embodiment, a desired signal is extracted from a plurality of time-series received signals stored in the
(S400:抽出された受信信号に基づいて関心領域における被検体情報を取得するステップ)
本ステップでは、演算部191が、S300で抽出された受信信号に基づいて、関心領域における被検体情報を取得する。本実施形態では、演算部191は、関心領域内の各位置での光音響波の発生音圧情報、すなわち初期音圧分布を被検体情報として算出し、記憶部192に保存する。
(S400: Step of acquiring subject information in the region of interest based on the extracted received signal)
In this step, the
本ステップで得られた初期音圧分布は、S300において抽出されたS/Nの高い信号に基づいて算出されるため、精度は高い。そのため、演算部191が、記憶部192に格納された初期音圧分布の画像を表示部180に表示させると、解像度やコントラストなどの画質が高い画像をユーザーに提供することができる。
Since the initial sound pressure distribution obtained in this step is calculated based on the signal having a high S / N extracted in S300, the accuracy is high. Therefore, when the
なお、演算部191は、関心領域内の各位置に到達したパルス光112の光フルエンス、すなわち光量分布を算出してもよい。本実施形態では、演算部191は、非特許文献1に記載された光拡散方程式を解くことにより、パルス光112の関心領域内の光量分布の情報を取得し、記憶部192に保存することができる。なお、関心領域内の光量分布を取得できる限り、演算部191はいかなる手法により光量分布を取得してもよい。
The
続いて、演算部191は、記憶部192に保存された、関心領域内の初期音圧分布および光量分布を用いて、式(1)にしたがって関心領域内の光吸収係数分布を被検体情報として取得してもよい。
Subsequently, the
なお、本ステップにおいて、演算部191は、S300にて抽出された信号のうち、1パルスの光照射によって得られた時系列の受信信号から1フレームの被検体情報を取得してもよい。また、演算部191は、S300にて抽出された信号のうち、複数回の光照射によって得られた複数の時系列の受信信号から1フレームの被検体情報を取得してもよい。すなわち、演算部191は、血液量が多いときに発生した光音響波の受信信号の少なくとも一部を使用して被検体情報を取得すればよい。
In this step, the
以上の被検体情報取得方法により、血管内の血液量による、取得される被検体情報の精度への影響を抑制することができる。 With the above-described object information acquisition method, the influence of the blood volume in the blood vessel on the accuracy of the acquired object information can be suppressed.
なお、本実施形態に係る光音響装置は、異なる波長の光を用いて上記の各ステップを行うことにより、同様に光吸収係数分布を取得することもできる。そして、演算部191は、互いに異なる複数の波長の光に対応する複数の光吸収係数分布を用いて、被検体120を構成する物質の濃度分布の情報を被検体情報として取得することもできる。
In addition, the photoacoustic apparatus which concerns on this embodiment can also acquire light absorption coefficient distribution similarly by performing each said step using the light of a different wavelength. And the calculating
ただし、単一の光源を用いて複数の波長のそれぞれの光を発生される場合、波長を切り替える際に時間を要する場合がある。ここで、血液量が多い状態のときに波長の切り替えを行うと、血液量が多い状態の間に光照射することのできる回数が低下し、被検体情報の精度の低下を招く可能性がある。そこで、血液量の少ない状態のときに波長の切り替えを行うことが好ましい。例えば、あるR波から次のR波までを1周期としたときに、心電図信号のある1つの周期の間に、光照射部110は、第一の波長λ1の光を照射する。続いて、その周期の血液量が少ない期間に、光源111内の波長可変機構を駆動して、光源111が第二の波長λ2の光を発生できる状態とさせる。続いて、次の周期内で、光照射部110は、第二の波長λ2の光を被検体120に照射する。
However, when light of each of a plurality of wavelengths is generated using a single light source, it may take time to switch wavelengths. Here, if the wavelength is switched when the blood volume is large, the number of times that light can be irradiated during the state where the blood volume is large may decrease, leading to a decrease in accuracy of the subject information. . Therefore, it is preferable to switch the wavelength when the blood volume is low. For example, when one period is from one R wave to the next R wave, the
このように、血液量が少なく、受信信号を使用しないと定めている期間に波長の切り替えを行うことができる。これにより、血液量が多く、受信信号を使用すべきと定めている期間における光照射回数を減少させることなく、効率良く複数の波長の光を血液量の多い状態のときに照射することができる。また、本実施形態において、被検体情報の取得のために抽出することのできる信号を効率的に確保することができるため、効率的に被検体情報の取得精度を向上させることができる。 In this way, the wavelength can be switched during a period when the blood volume is small and the reception signal is determined not to be used. Thereby, it is possible to efficiently irradiate light of a plurality of wavelengths when the amount of blood is large without reducing the number of times of light irradiation in a period in which it is determined that the received signal should be used because of a large amount of blood. . In the present embodiment, since a signal that can be extracted for acquiring the subject information can be efficiently secured, the accuracy of obtaining the subject information can be improved efficiently.
以上で説明したように、本実施形態では、被検体の拍動に伴って複数回繰り返される血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された複数の受信信号に基づいて被検体情報を取得している。タイミングの揃った受信信号から被検体情報を取得しているため、血液量の変動による、取得される被検体情報への影響を抑制することができる。特に、本実施形態のように変動周期内でも血液量が多い期間に取得された受信信号を使うため、被検体情報の精度が高い画像が得られる。 As described above, in the present embodiment, based on a plurality of received signals acquired in a common period within each fluctuation cycle of a blood volume fluctuation cycle that is repeated a plurality of times with the pulsation of the subject. Subject information is acquired. Since the subject information is acquired from the reception signals having the same timing, it is possible to suppress the influence on the acquired subject information due to fluctuations in blood volume. In particular, since a received signal acquired during a period in which the blood volume is large even within the fluctuation period as in this embodiment is used, an image with high accuracy of subject information can be obtained.
[実施形態2]
次に、実施形態2について説明する。
[Embodiment 2]
Next,
実施形態1では、血液量が多い期間に取得した受信信号のみから被検体情報を生成したが、ユーザは、血液量が少ない期間の被検部も観察したいという要望を持つことが考えられる。そこで、本実施形態では、実施形態1では被検体情報の取得に使わなかった、血液量が少ない期間に得られた受信信号を取得し、これに基づいて被検体情報を取得する場合を説明する。 In the first embodiment, the subject information is generated only from the received signal acquired during the period in which the blood volume is high. However, it is conceivable that the user has a desire to observe the test part in the period in which the blood volume is low. Therefore, in the present embodiment, a case will be described in which a reception signal obtained during a period of low blood volume that is not used in the acquisition of the subject information in the first embodiment is acquired, and the subject information is acquired based on this. .
本実施形態に係る光音響装置の構成は、実施形態1で説明した構成と同じである。 The configuration of the photoacoustic apparatus according to the present embodiment is the same as the configuration described in the first embodiment.
次に、本実施形態に係る光音響装置が被検体情報を取得するフローを、図4を用いて説明する。S100、S200は実施形態1と同じである。 Next, a flow in which the photoacoustic apparatus according to the present embodiment acquires object information will be described with reference to FIG. S100 and S200 are the same as those in the first embodiment.
(S500:心電図信号に基づいて関心領域における血液量が多いときに得られた受信信号を受信信号1、その他のタイミングで得られた受信信号を受信信号2として抽出するステップ)
本ステップでは、被検体情報取得部としての演算部191が、S100で得られた複数回の光照射に対応する複数の時系列の受信信号から、S200で得られた心電図信号に基づいて、被検体情報の取得に用いる信号を抽出する。
(S500: a step of extracting a received signal obtained when the blood volume in the region of interest is large based on the electrocardiogram signal as a received signal 1 and a received signal obtained at other timing as a received signal 2)
In this step, the
演算部191は、心電図取得部150により得られた心電図信号に基づいて、関心領域における血液量が多い期間を推定する。そして、演算部191は、その期間に発生した光音響波の受信信号を記憶部192から受信信号1として読み出す。一方、演算部191は、関心領域における血液量が少ないタイミングに発生した光音響波の受信信号については、記憶部192から受信信号2として読み出す。すなわち、演算部191は、図3(d)の「read」のときに得られた受信信号を第1の受信信号として抽出し、「read」でないときに得られた受信信号を第2の受信信号として抽出する。このように、複数の受信信号に分けて抽出したそれぞれの受信信号を受信信号グループと呼ぶ。
Based on the electrocardiogram signal obtained by the
本ステップにおいて抽出される信号は、心室収縮により血液量が増大したタイミングに発生した光音響波と、心室拡大により血液量が減少したタイミングに発生した光音響波をそれぞれ別の受信信号として読み出す。そのため、各受信信号グループ内で、それぞれの信号が発生した時点での血液量のばらつきは小さくなる。 As the signals extracted in this step, the photoacoustic wave generated at the timing when the blood volume increases due to ventricular contraction and the photoacoustic wave generated at the timing when the blood volume decreases due to ventricular expansion are read out as separate received signals. Therefore, the variation in blood volume at the time when each signal is generated in each received signal group is reduced.
(S600:抽出された第1の受信信号、第2の受信信号に基づいて関心領域における被検体情報を取得・表示する)
本ステップでは、演算部191が、S500で抽出された第1および第2の受信信号のそれぞれに基づいて、関心領域における被検体情報を取得する。本実施形態では、演算部191は、関心領域内の各位置での光音響波の発生音圧情報、すなわち初期音圧分布を被検体情報として算出し、記憶部192に保存する。
(S600: Obtain and display subject information in the region of interest based on the extracted first received signal and second received signal)
In this step, the
実施形態1でも説明したように、被検体情報は、初期音圧分布に限らず、光吸収係数分布や、被検体120を構成する物質の濃度分布の情報であってもよい。 As described in the first embodiment, the subject information is not limited to the initial sound pressure distribution, but may be information on a light absorption coefficient distribution or a concentration distribution of a substance constituting the subject 120.
光吸収係数分布や、物質の濃度分布は、複数回のレーザ照射によって求めた数値を平均化して、数値のS/Nを高めるという方法が知られている。一方、光吸収係数分布や、物質の濃度分布はヘモグロビンの量に比例するため、血液量に比例すると言える。よって、血管中の血液量に無関係に取得した複数の受信信号から得られた被検体情報を平均化したものよりも、第1の受信信号と第2の受信信号のそれぞれから得られた被検体情報をそれぞれ平均化したものの方が、より血液量のばらつきが小さい状態の被検体情報を得られる。 As for the light absorption coefficient distribution and the substance concentration distribution, a method is known in which numerical values obtained by multiple laser irradiations are averaged to increase the S / N of the numerical values. On the other hand, since the light absorption coefficient distribution and the substance concentration distribution are proportional to the amount of hemoglobin, it can be said to be proportional to the blood volume. Therefore, the subject obtained from each of the first received signal and the second received signal, rather than the average of the subject information obtained from the plurality of received signals acquired regardless of the blood volume in the blood vessel. By averaging each information, it is possible to obtain subject information with a smaller variation in blood volume.
次に、図5を参照しながら、得られた被検体情報の表示方法について説明する。 Next, a display method of the obtained subject information will be described with reference to FIG.
領域220は、第1の受信信号から生成された初期音圧分布の画像を表示する領域であり、領域221は、第2の受信信号から生成された初期音圧分布の画像を表示する領域である。初期音圧分布は、一般に3D画像として得られるため、表示に際しては、3D画像を表示してもよいし、3D画像のある断面や、ある範囲のMIP(Maximum Intensity Projection)画像などを表示してもよい。 An area 220 is an area for displaying an image of an initial sound pressure distribution generated from the first received signal, and an area 221 is an area for displaying an image of the initial sound pressure distribution generated from the second received signal. is there. Since the initial sound pressure distribution is generally obtained as a 3D image, a 3D image may be displayed at the time of display, or a cross section of the 3D image, a range of MIP (Maximum Intensity Projection) images, or the like may be displayed. Also good.
領域200は、第1の受信信号として抽出する範囲と第2の受信信号として抽出する範囲とを表示する領域である。範囲204は、実施形態1で説明した時間t2を表す範囲であり、範囲205は実施形態1で説明した時間t1を表す範囲である。範囲201は、P波の開始と、R波の頂点から時間t2経過した時間との間の期間を表し、第2の受信信号として抽出される範囲である。範囲202は、時間t1を表し、第1の受信信号として抽出される範囲である。範囲203は、時間t1の終わりからP波の開始までを表し、第2の受信信号として抽出される範囲である。領域200の背景には典型的な心電図波形を表示し、ユーザに分かりやすくしてもよい。また、実際に心電図取得部150で取得した直近の心電図波形を表示してもよい。なお、典型的な心電図の波形や直近の心電図波形は、領域200と並べて表示してもよい。
The area 200 is an area for displaying a range to be extracted as the first received signal and a range to be extracted as the second received signal. A range 204 is a range representing the time t2 described in the first embodiment, and a range 205 is a range representing the time t1 described in the first embodiment. A range 201 represents a period between the start of the P wave and the time when the time t2 has elapsed from the apex of the R wave, and is a range that is extracted as the second received signal. A range 202 represents the time t1 and is a range that is extracted as the first received signal. A range 203 represents a range from the end of time t1 to the start of the P wave, and is extracted as a second received signal. A typical electrocardiogram waveform may be displayed in the background of the region 200 to make it easier for the user to understand. Further, the latest electrocardiogram waveform actually acquired by the
アイテム210は、時間t1を入力・変更できるUIパーツである。アイテム211は、時間t2を入力・変更できるUIパーツである。アイテム210、アイテム211の変更に連動して範囲205、範囲204の幅を変更してもよい。また、アイテム201、アイテム211の変更に連動して、新しく設定された時間t1、時間t2に基づきステップ500の第1および第2の受信信号の抽出処理を再度実行する。さらに、被検体情報を取得しなおし、領域220、領域221に表示する画像を更新する。図5に示す例では、アイテム210として示された上下の三角形をユーザが選択すると、テキストボックス内に示された時間t1の長さが更新されるとともに、領域200上にも時間t1を示す点線間の距離が変更される。ユーザは、テキストボックスに直接数字を入力してもよいし、領域200内の点線をマウス等でドラッグすることにより、時間t1の開始および終了時刻を決めることで時間t1の範囲の設定を行ってもよい。時間t2も時間t1と同様の手法で設定すればよい。 Item 210 is a UI part that can input and change time t1. The item 211 is a UI part that can input and change the time t2. The width of the range 205 and the range 204 may be changed in conjunction with the change of the item 210 and the item 211. Further, in conjunction with the change of the item 201 and the item 211, the extraction processing of the first and second received signals in step 500 is executed again based on the newly set times t1 and t2. Further, the subject information is acquired again, and the images displayed in the area 220 and the area 221 are updated. In the example shown in FIG. 5, when the user selects the upper and lower triangles shown as the item 210, the length of the time t <b> 1 shown in the text box is updated, and the dotted line indicating the time t <b> 1 is also displayed on the area 200. The distance between is changed. The user may directly enter a number in the text box, or set the range of time t1 by determining the start and end times of time t1 by dragging the dotted line in area 200 with a mouse or the like. Also good. The time t2 may be set by the same method as the time t1.
なお、表示する被検体情報は初期音圧分布に限らず、光吸収係数分布や、物質の濃度分布でもよい。 The object information to be displayed is not limited to the initial sound pressure distribution, but may be a light absorption coefficient distribution or a substance concentration distribution.
なお、本実施形態では心電図波形の1周期を被検部に血液量が多い期間(図5中、(1)で示した期間)と血液量が少ない期間(図5中、(2)で示した期間)の2つに分けた場合の例を説明したが、1周期を3以上の区間に分けてもよい。1周期をより多くの区間に分けるほど、各区間内での血液量のばらつきは小さくなるため、より均一な信号レベルの受信信号が得られる。一方、心電図波形の分割数を多くすると、各区間で得られる受信信号の数が少なくなるので、それらを平均化することによるS/N向上の効果は小さくなる。このトレードオフを鑑みて1周期をいくつに分割するのかを決めるのが望ましい。 In the present embodiment, one cycle of the electrocardiogram waveform is indicated by a period in which the blood volume is high (period indicated by (1) in FIG. 5) and a period in which the blood volume is low ((2) in FIG. 5). In this example, the period is divided into two or more sections. As one cycle is divided into more sections, the variation in blood volume in each section becomes smaller, and thus a reception signal with a more uniform signal level can be obtained. On the other hand, if the number of divisions of the electrocardiogram waveform is increased, the number of received signals obtained in each section is reduced, so that the effect of improving the S / N by averaging them is reduced. In view of this trade-off, it is desirable to determine how many periods are divided.
なお、本実施形態では第1の受信信号に基づく画像と第2の受信信号に基づく画像を並べて表示したが、他の表示方法でもよい。一例としては、2つの画像を重畳して表示することも考えられる。また、画像を交互に表示してもよい。心電図波形の分割数を増やすと動画のように表示することができる。これは、複数照射によって得られた受信信号を平均化した画像を順次表示することになるので、レーザの1照射によって得られた受信信号から得られた初期音圧分布を順に動画のように表示したものよりも、S/Nの高い画像に基づく動画をユーザに提供することができる。 In the present embodiment, the image based on the first received signal and the image based on the second received signal are displayed side by side, but other display methods may be used. As an example, it can be considered that two images are superimposed and displayed. Moreover, you may display an image alternately. When the number of divisions of the electrocardiogram waveform is increased, it can be displayed like a moving image. This is because an image obtained by averaging received signals obtained by multiple irradiations is sequentially displayed, so that the initial sound pressure distribution obtained from the received signals obtained by one laser irradiation is sequentially displayed as a moving image. Thus, it is possible to provide a user with a moving image based on an image having a higher S / N ratio.
なお、本実施例では、光音響波信号と心電図信号とを取得し終えた後に、被検体情報の取得および表示を行っているが、光音響波信号と心電図信号とを取得しながら、被検体情報の取得および表示をリアルタイムに行ってもよい。また、被検体情報の取得および表示をリアルタイムに行う場合には、取得開始からの光音響波信号と心電図信号とをすべて使用せずに、一部の光音響波信号と心電図信号とを使用してもよい。例えば、現時刻からある時間だけさかのぼった時刻から現時刻までの間に取得された光音響波信号と心電図信号とを使用することが考えられる。このようにすることによって、被検体が動いてしまった場合にも、より正確な被検体情報を得ることができる。 In this embodiment, the acquisition and display of the subject information are performed after the acquisition of the photoacoustic wave signal and the electrocardiogram signal. Information acquisition and display may be performed in real time. In addition, when acquiring and displaying subject information in real time, not all photoacoustic wave signals and ECG signals from the start of acquisition are used, but some photoacoustic wave signals and ECG signals are used. May be. For example, it is conceivable to use a photoacoustic wave signal and an electrocardiogram signal acquired during a period from a current time to a current time. In this way, more accurate subject information can be obtained even when the subject has moved.
以上で説明した実施形態2によれば、実施形態1と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、血液量の変動周期のうちの異なる期間毎の被検体情報をユーザに提供することができる。動脈は血液量が増えるタイミングで拍動しており、これら複数の被検体情報を比較することで、動脈と静脈を見分けることができると考えられる。 According to the second embodiment described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to provide the user with subject information for each different period of the blood volume fluctuation cycle. The arteries are beating at the timing when the blood volume increases, and it is considered that the arteries and veins can be distinguished by comparing these pieces of subject information.
[その他]
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明は上記特定の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で実施形態の修正をすることができる。
[Others]
The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, the present invention is not limited to the specific form described above, and the embodiments can be modified without departing from the technical idea of the present invention.
たとえば、上記では、測定部位の血液量の増減を把握する血液情報取得部として、心電計を利用する場合を説明したが、被検体の拍動を測定するその他の手段によって測定部位の血液量を把握してもよい。たとえば、赤外線による脈拍計を用いても良い。 For example, in the above description, the case where an electrocardiograph is used as the blood information acquisition unit for grasping the increase or decrease in the blood volume at the measurement site has been described. However, the blood volume at the measurement site is measured by other means for measuring the pulsation of the subject. You may know. For example, an infrared pulse meter may be used.
110 光照射部
120 被検体
130 音響波受信部
150 心電図取得部
190 処理部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記光照射部からのパルス光が前記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、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記各変動周期内の第1の期間に取得された複数の信号に基づく第1の被検体情報を取得するとともに、前記各変動周期内の前記第1の期間とは異なる第2の期間に取得された複数の信号に基づく第2の被検体情報を取得し、
前記第1の被検体情報と前記第2の被検体情報とを重畳して並べて表示部に表示させること、を特徴とする光音響装置。 A light irradiation unit that irradiates the subject with pulsed light multiple times;
Receiving a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with pulsed light from the light irradiation unit, and outputting a plurality of signals corresponding to a plurality of times of light irradiation; and
A blood information acquisition unit for acquiring information on the blood volume of the subject;
A subject information acquisition unit that acquires subject information in a region of interest in the subject based on the plurality of signals;
Have
The subject information acquisition unit includes:
Acquiring first subject information based on a plurality of signals acquired in the first period within each fluctuation period, and acquiring in a second period different from the first period in each fluctuation period Obtaining second subject information based on the plurality of signals obtained,
The first thing to be displayed in superposition to alongside Table radical 113 and object information and said second object information, the photoacoustic device you characterized.
前記光照射部からのパルス光が前記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、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記被検体情報及び前記各変動周期内の共通する期間を示す情報を表示部に表示させること、を特徴とする光音響装置。 A light irradiation unit that irradiates the subject with pulsed light multiple times;
Receiving a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with pulsed light from the light irradiation unit, and outputting a plurality of signals corresponding to a plurality of times of light irradiation; and
A blood information acquisition unit for acquiring information on the blood volume of the subject;
Subject information acquisition for acquiring subject information in a region of interest in the subject based on the plurality of signals acquired in a common period within each fluctuation cycle of the blood volume fluctuation cycle repeated a plurality of times And
Have
The subject information acquisition unit includes:
Wherein causing information indicating the common period of the object information and the in each variation period appear in Table radical 113, photoacoustic devices it said.
前記光照射部からのパルス光が前記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、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記被検体情報及び前記心電図信号を表示部に表示させること、を特徴とする光音響装置。 A light irradiation unit that irradiates the subject with pulsed light multiple times;
Receiving a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with pulsed light from the light irradiation unit, and outputting a plurality of signals corresponding to a plurality of times of light irradiation; and
A blood information acquisition unit for acquiring information on the blood volume of the subject;
Subject information acquisition for acquiring subject information in a region of interest in the subject based on the plurality of signals acquired in a common period within each fluctuation cycle of the blood volume fluctuation cycle repeated a plurality of times And
Have
The blood information acquisition unit
An electrocardiogram acquisition unit for acquiring an electrocardiogram signal of the subject;
The subject information acquisition unit includes:
Possible to display the object information and the ECG signal in Table radical 113, photoacoustic devices it said.
前記光照射部からのパルス光が前記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、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記心電図信号に基づいて、前記心電図信号のR波の発生タイミングおよびT波の発生タイミングを決定し、
前記心電図信号のR波の発生タイミングに基づいて決定される開始タイミングから、前記心電図信号のR波の発生タイミングから前記心電図信号のT波の発生タイミングまでの第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用し、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に発生した光音響波に対応する信号を使用せずに、前記被検体情報を取得すること、を特徴とする光音響装置。 A light irradiation unit that irradiates the subject with pulsed light multiple times;
Receiving a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with pulsed light from the light irradiation unit, and outputting a plurality of signals corresponding to a plurality of times of light irradiation; and
A blood information acquisition unit for acquiring information on the blood volume of the subject;
Subject information acquisition for acquiring subject information in a region of interest in the subject based on the plurality of signals acquired in a common period within each fluctuation cycle of the blood volume fluctuation cycle repeated a plurality of times And
Have
The blood information acquisition unit
An electrocardiogram acquisition unit for acquiring an electrocardiogram signal of the subject;
The subject information acquisition unit includes:
Based on the electrocardiogram signal, an R wave generation timing and a T wave generation timing of the electrocardiogram signal are determined ,
A period from the start timing determined based on the R wave generation timing of the electrocardiogram signal to the elapse of a first time from the R wave generation timing of the electrocardiogram signal to the T wave generation timing of the electrocardiogram signal Without using a signal corresponding to the photoacoustic wave generated outside the period from the start timing until the first time elapses, using at least part of the signal corresponding to the photoacoustic wave generated in obtaining the object information, the photoacoustic apparatus it said.
前記光照射部からのパルス光が前記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、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記心電図信号のR波の発生タイミングに基づいて決定される開始タイミングから、0.3秒間以上、0.45秒間以下の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用して前記被検体情報を取得すること、を特徴とする光音響装置。 A light irradiation unit that irradiates the subject with pulsed light multiple times;
Receiving a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with pulsed light from the light irradiation unit, and outputting a plurality of signals corresponding to a plurality of times of light irradiation; and
A blood information acquisition unit for acquiring information on the blood volume of the subject;
Subject information acquisition for acquiring subject information in a region of interest in the subject based on the plurality of signals acquired in a common period within each fluctuation cycle of the blood volume fluctuation cycle repeated a plurality of times And
Have
The blood information acquisition unit
An electrocardiogram acquisition unit for acquiring an electrocardiogram signal of the subject;
The subject information acquisition unit includes:
At least a signal corresponding to a photoacoustic wave generated during a period from a start timing determined based on an R wave generation timing of the electrocardiogram signal to a time of not less than 0.3 seconds and not more than 0.45 seconds. that use some acquires the object information, the photoacoustic apparatus you said.
前記光照射部からのパルス光が前記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、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
前記関心領域の部位の種類を入力できるように構成された入力部と、
前記関心領域の部位の種類と、R波の発生タイミングから開始タイミングまでの第二の時間との関係テーブルが保存された記憶部と、を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記入力部により入力された前記関心領域の部位の種類に対応する前記第二の時間を、前記関係テーブルから読み出し、
前記心電図信号のR波の発生タイミングと、前記関係テーブルから読み出された前記第二の時間とに基づいて、前記開始タイミングを設定し、
前記開始タイミングから、前記心電図信号のR波の発生タイミングから前記心電図信号のT波の発生タイミングまでの第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用し、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に発生した光音響波に対応する信号を使用せずに、前記被検体情報を取得すること、を特徴とする光音響装置。 A light irradiation unit that irradiates the subject with pulsed light multiple times;
Receiving a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with pulsed light from the light irradiation unit, and outputting a plurality of signals corresponding to a plurality of times of light irradiation; and
A blood information acquisition unit for acquiring information on the blood volume of the subject;
Subject information acquisition for acquiring subject information in a region of interest in the subject based on the plurality of signals acquired in a common period within each fluctuation cycle of the blood volume fluctuation cycle repeated a plurality of times And
An input unit configured to be able to input the type of part of the region of interest;
Possess the type of portion of the region of interest, a storage unit relation table with the second time until the generation timing or RaHiraku start timing of the R-wave is stored, and
The blood information acquisition unit
An electrocardiogram acquisition unit for acquiring an electrocardiogram signal of the subject;
The subject information acquisition unit includes:
The second time corresponding to the type of region of the region of interest input by the input unit is read from the relationship table,
Based on the generation timing of the R wave of the electrocardiogram signal and the second time read from the relation table, the start timing is set ,
At least a part of the signal corresponding to the photoacoustic wave generated in the period from the start timing to the first time from the generation timing of the R wave of the electrocardiogram signal to the generation timing of the T wave of the electrocardiogram signal using, without using the signal corresponding to the photoacoustic wave generated in the other period to the from the start timing of the first time has elapsed, to obtain the object information, you characterized light acoustic device.
を特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載の光音響装置。 The subject information acquisition unit sets the start timing based on an R wave generation timing of the electrocardiogram signal, information on a distance between the heart of the subject and the region of interest, and information on blood flow velocity. The photoacoustic apparatus according to any one of claims 4 to 6 .
前記光照射部からのパルス光が前記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、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記心電図信号のR波の発生タイミングに基づいて決定される開始タイミングから、前記心電図信号のR波の発生タイミングから前記心電図信号のT波の発生タイミングまでの第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用し、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に発生した光音響波に対応する信号を使用せずに、前記被検体情報を取得し、
前記光照射部は、一定の繰り返し周波数でパルス光を複数回、前記被検体に照射すること、を特徴とする光音響装置。 A light irradiation unit that irradiates the subject with pulsed light multiple times;
Receiving a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with pulsed light from the light irradiation unit, and outputting a plurality of signals corresponding to a plurality of times of light irradiation; and
A blood information acquisition unit for acquiring information on the blood volume of the subject;
Subject information acquisition for acquiring subject information in a region of interest in the subject based on the plurality of signals acquired in a common period within each fluctuation cycle of the blood volume fluctuation cycle repeated a plurality of times And
Have
The blood information acquisition unit
An electrocardiogram acquisition unit for acquiring an electrocardiogram signal of the subject;
The subject information acquisition unit includes:
A period from the start timing determined based on the R wave generation timing of the electrocardiogram signal to the elapse of a first time from the R wave generation timing of the electrocardiogram signal to the T wave generation timing of the electrocardiogram signal Without using a signal corresponding to the photoacoustic wave generated outside the period from the start timing until the first time elapses, using at least part of the signal corresponding to the photoacoustic wave generated in Obtaining the subject information;
The light irradiation unit, a plurality of times pulsed light at a constant repetition frequency, to irradiate the subject, photoacoustic devices it said.
前記光源は、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に、前記複数の波長を切り替えること、を特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の光音響装置。 The light irradiation unit has a light source capable of emitting each pulsed light of a plurality of different wavelengths,
The light source, in addition to the period from the start time to the lapse of the first period, the photoacoustic device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that, for switching the plurality of wavelengths .
前記光照射部からのパルス光が前記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、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
前記複数の信号を保存する記憶部を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記心電図信号のR波の発生タイミングに基づいて決定される開始タイミングから、前記心電図信号のR波の発生タイミングから前記心電図信号のT波の発生タイミングまでの第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用し、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に発生した光音響波に対応する信号を使用せずに、前記被検体情報を取得し、
前記記憶部に保存された前記複数の信号の中から、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を抽出し、抽出された信号に基づいて前記被検体情報を取得すること、を特徴とする光音響装置。 A light irradiation unit that irradiates the subject with pulsed light multiple times;
Receiving a photoacoustic wave generated by irradiating the subject with pulsed light from the light irradiation unit, and outputting a plurality of signals corresponding to a plurality of times of light irradiation; and
A blood information acquisition unit for acquiring information on the blood volume of the subject;
Subject information acquisition for acquiring subject information in a region of interest in the subject based on the plurality of signals acquired in a common period within each fluctuation cycle of the blood volume fluctuation cycle repeated a plurality of times And
Have a storage unit for storing the plurality of signals,
The blood information acquisition unit
An electrocardiogram acquisition unit for acquiring an electrocardiogram signal of the subject;
The subject information acquisition unit includes:
A period from the start timing determined based on the R wave generation timing of the electrocardiogram signal to the elapse of a first time from the R wave generation timing of the electrocardiogram signal to the T wave generation timing of the electrocardiogram signal Without using a signal corresponding to the photoacoustic wave generated outside the period from the start timing until the first time elapses, using at least part of the signal corresponding to the photoacoustic wave generated in Obtaining the subject information;
Extracted from the plurality of signals stored in the storage unit by extracting at least a part of a signal corresponding to a photoacoustic wave generated during the period from the start timing until the first time elapses. signal to acquire the object information on the basis of the photoacoustic apparatus you said.
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