JP6821752B2 - 被検体情報取得装置、表示方法、プログラム、処理装置 - Google Patents
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Description
前記処理部は、前記特性分布を用いて作成された分布画像と、前記分布画像のうちの所定の領域内における特性情報の時間変動を示すデータと、を表示部の同じ画面内に表示させるための画像情報を出力することを特徴とする。
前記取得された特性分布は、前記音響波を受信して得られる複数の受信信号を用いて取得された前記被検体内の複数の位置に夫々対応した特性情報の分布であり、
前記特性分布を用いて作成された分布画像と、前記分布画像のうちの所定の領域内における特性情報の時間変動を示すデータと、を前記表示部の同じ画面内に表示するステップを有することを特徴とする。
以下、第1の実施形態について図面を用いて説明する。以下では、まず被検体情報処理装置の構成について説明し、その後、表示方法について説明する。
まず、図1を用いて、本実施形態の被検体情報取得装置の全体構成について説明する。図1(a)は、本実施形態の被検体情報取得装置の模式図であり、図1(b)は、プローブ130の模式図である。本実施形態の被検体情報取得装置は、少なくとも、光源110、複数の変換素子131を備えたプローブ130、処理部としての処理装置140を備える。また、本実施形態のプローブ130は、光音響波の受信と、超音波の送信及び受信と、をどちらも行うことができるよう構成されている。そして、処理装置140は、光音響波に基づく特性分布と、超音波エコーによる反射波に基づく音響特性に関する分布と、のどちらも取得することができる。
図2は各タイミングを示すタイミングチャートを示している。図2において、発光トリガは、光の照射タイミングを示しており、光源110からの光を検出するフォトダイオード等の光センサからの検出信号や、処理装置140からの発光指示信号を、発光のトリガとして用いることができる。光の伝搬速度は音響波の伝搬速度に比べて十分高速であるため、光源による発光タイミングと光が被検体に照射されるタイミングとは同じ時刻として扱うことができる。
光源110としては、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。具体的には効率的に光音響波を発生させるため、10ナノ秒程度のパルス幅が使われる。また、波長としては500nmから1200nm程度の波長が好ましい。具体的な光源としては、Nd:YAGレーザやアレクサンドライトレーザなどパルスレーザが好ましい。また、Nd:YAGレーザ光を励起光とするTi:saレーザやOPOレーザを用いても良い。このほか固体レーザ、ガスレーザ、色素レーザ、半導体レーザなども使用可能である。また、光源110からプローブ130までの光伝送には、バンドルファイバやミラー、プリズムなどの光学部材を用いるとよい。
プローブ130は、図1(b)に示すように、複数の変換素子131を備える変換器と、照射部としての出射端120と、を備える。プローブ130は、ハウジング132により覆われていることが好ましい。出射端120は、ファイバやレンズ、拡散板等から構成され、被検体に所望な形状の光を照射する。複数の変換素子131は光音響波を受信して、夫々受信信号(第1の受信信号)に変換する。
処理装置140は、プローブ130から出力される、光音響波起因の受信信号(光音響波を受信することにより得られる受信信号)や超音波起因の受信信号(反射波を受信することにより得られる受信信号)の増幅やデジタル変換処理、フィルタ処理等を行う。そして、信号処理された夫々の受信信号を用いて、光音響画像データや、超音波画像データを作成することができる。以下、処理装置140の詳細な構成について図3を用いて説明する。
図3(b)は、本実施形態に係る情報処理部704とその周辺の構成を示す図である。情報処理部704は、典型的にはGPU(Graphics Processing Unit)やCPUを搭載したワークステーションなどから構成される。
操作部723は、ユーザが、特性情報の取得動作に関するパラメータの指定や各種入力を行うための入力装置である。操作部723により、後述する並列表示の入力や、指定領域としてのROI(関心領域)の設定も行われる。なお、分布画像として3D画像を表示する場合は、ROIも3Dで指定することができる。ROIのサイズや座標系は任意に変更することができ、ROIの範囲は分布画像に重畳表示されることで、ユーザが確認しながら指定することができる。操作部723は、一般的に、マウスやキーボード、タッチパネルなどで構成される。なお、操作部723は、被検体情報処理装置が有する構成とはせずに、別に用意して被検体情報取得装置に接続しても良い。
表示部である表示装置160は、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)、有機ELディスプレイ等で構成される。なお、表示装置160は、被検体情報処理装置が有する構成とはせずに、別に用意して被検体情報取得装置に接続しても良い。
図4、図5を用いて本実施形態の表示フローについて説明する。図4は本実施形態の表示フローを示すフローチャートであり、図5は本実施形態の表示画面の例を示す模式図である。
また、本実施形態としては、並列表示だけでなく、分布画像202と時間変動を示すデータ240とが重なっていてもよい。
本応用例では、処理装置140がROI内の複数の特性情報の統計量を求める場合に、ROI内の全ての特性情報を用いず、ROI内の一部の特性情報のみを用いる。具体的には、特性情報の値(信号強度)に閾値を設け、その閾値を満たす特性情報のみを用いて平均値等の算出を行う。典型的には、特性情報の値(信号強度)が、ノイズ程度の強度に相当する特性情報は除き、所定の閾値よりも大きい値の特性情報を用いると良い。ノイズ程度の80dBを閾値とした場合、80dB以下の信号強度の特性情報を外し、80dBより大きい信号強度の特性情報を用いて平均を行うとよい。
本応用例では、処理装置140が、ユーザからの入力を受けて、複数のROIを設定することを特徴とする。図6は本応用例における表示画面の模式図である。まず、ユーザが、画面上に表示されたマウスカーソルでROI設定アイコン330を確定すると、分布画像302上に矩形のROI320が表示される。このROI320をユーザが所望の位置に移動させて確定すると、処理装置140は、ROI320の設定を受け、このROI320内の特性情報の統計量の時間変動を示すデータ340を表示する。
本実施形態は、処理装置140の処理内容が第1の実施形態と異なる。本実施形態の被検体情報取得装置は、図1及び図3で示した装置と同様の構成の装置を用いる。また、表示方法の概略も図4で説明したフローと基本的に同じであるため、以下では、図7を用いて第1の実施形態とは異なる部分に絞って説明する。
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した各実施形態の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。
120 出射端
130 プローブ
131 変換素子
140 処理装置
160 表示装置
Claims (22)
- 光を照射する光源と、
前記光源から光が照射されることにより被検体内で発生した音響波を受信して受信信号に変換する変換素子と、
前記受信信号を用いて前記被検体内の複数の位置に夫々対応した特性情報の分布を示す特性分布を取得する処理部と、を有する被検体情報取得装置であって、
前記処理部は、前記光源から光が複数回照射されることによって複数の特性分布を取得し、前記複数の特性分布を合成した合成分布を用いて作成された分布画像と、
前記分布画像における所定の領域に対して前記光源から光が複数回照射されることによって取得されたそれぞれの特性分布に対応する特性情報の時間変動を示すデータと、を表示部に表示させるための画像情報を出力することを特徴とする被検体情報取得装置。 - 前記処理部は、
前記所定の領域における複数の位置の特性情報の統計量を算出し、
前記特性情報の時間変動を示すデータとして、前記統計量の時間変動を示すデータを表示させることを特徴とする請求項1に記載の被検体情報取得装置。 - 前記処理部は、少なくとも並列表示モードと単独表示モードとを選択的に実行可能に構成されており、
ユーザにより前記並列表示モードの入力を受けた場合は、前記分布画像と、前記特性情報の時間変動を示すデータと、を前記表示部に表示させ、
前記並列表示モードの入力がない場合、又は、ユーザにより前記単独表示モードの入力を受けた場合は、前記分布画像と、前記特性情報の時間変動を示すデータと、を前記表示部に表示しないことを特徴とする請求項1又は2に記載の被検体情報取得装置。 - 前記処理部は、前記分布画像のうちのユーザにより指定された指定領域の情報を受け、前記分布画像の前記指定領域における特性情報の時間変動を示すデータを表示させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
- 前記処理部は、前記被検体に光が所定回数照射された場合に、前記光の照射毎に前記複数の変換素子から出力される複数の受信信号を前記所定回数分受信することにより、前記所定回数分の特性分布を生成し、
前記所定回数分の特性分布を合成した合成分布を、前記分布画像として表示させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記処理部は、前記被検体に前記光が複数回照射された場合に、前記光の照射毎に前記複数の変換素子から出力される複数の受信信号を受信することにより、前記光の照射毎の前記特性情報の時間変動を示すデータを表示させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
- 前記処理部は、
前記特性情報として、第1の特性情報と、前記第1の特性情報とは異なる第2の特性情報と、を取得し、
前記被検体内の複数の位置に夫々対応した前記第1の特性情報の分布を示す特性分布を用いて作成された分布画像と、前記分布画像の前記所定の領域における前記第2の特性情報の時間変動を示すデータと、を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記処理部は、前記特性情報として、前記光を吸収することにより発生する音響波の音圧、前記光の吸収係数、酸素飽和度、物質の濃度、のうちの少なくともいずれかを反映した情報を取得することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
- 光の照射により発生する音響波を受信して複数の第1の受信信号に変換するための複数の変換素子と、
音響波を送信して、前記被検体内で反射された反射波を受信して複数の第2の受信信号に変換するための複数の変換素子と、を備え、
前記処理部は、
前記複数の第1の受信信号を用いて前記特性分布又は前記特性分布が合成された合成分布を作成し、
前記複数の第2の受信信号を用いて音響特性に関する分布を作成し、
前記特性分布又は前記合成分布と、前記音響特性に関する分布と、を重畳して重畳画像を前記分布画像として表示させることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記表示部は、前記光源から光が複数回照射されることによって複数の特性分布を取得し、前記複数の特性分布を合成した合成分布を用いて作成された分布画像と、前記分布画像における所定の領域に対して前記光源から光が複数回照射されることによって取得されたそれぞれの特性分布に対応する特性情報の時間変動を示すデータとを同一画面に表示することを特徴とする請求項1に記載の被検体情報取得装置。
- 前記処理部は、前記特性情報の時間変動における特異点に基づいて、前記特異点に対応する時間の特性分布を除いた複数の特性分布を合成した合成分布を用いて分布画像を作成することを特徴とする請求項1に記載の被検体情報取得装置。
- 前記特性情報の時間変動における特異点を指定する指定手段を備え、前記処理部は、前記特異点に対応する時間の特性分布を除いた複数の特性分布を合成した合成分布を用いて分布画像を作成することを特徴とする請求項1に記載の被検体情報取得装置。
- 被検体への光照射により発生する音響波に基づいて生成された前記被検体の特性情報を取得する処理部を有し、
前記処理部は、
複数回の光照射に対応する複数の特性分布を取得し、前記複数の特性分布を合成した合成分布を用いて作成された分布画像と、
前記分布画像の関心領域において複数回の光照射によって取得されたそれぞれの特性分布に対応する特性情報の時間変動を示すデータとを表示部に表示させることを特徴とする処理装置。 - 光が照射された被検体内で発生する音響波を受信することにより被検体情報取得装置で取得された特性分布を用いて、画像を表示部に表示する表示方法であって、
前記取得された特性分布は、前記音響波を受信して得られる受信信号を用いて取得された前記被検体内の複数の位置に夫々対応した特性情報の分布であり、
複数回の光照射に対応する複数の特性情報を取得するステップと、
前記複数の特性分布を合成した合成分布を用いて作成された分布画像と、前記分布画像における所定の領域に対して複数回の光照射によって取得されたそれぞれの特性分布に対応する特性情報の時間変動を示すデータとを前記表示部に表示するステップとを有することを特徴とする表示方法。 - 前記表示するステップでは、
前記特性情報の時間変動を示すデータとして、前記所定の領域における複数の位置の特性情報の統計量の時間変動を示すデータを表示することを特徴とする請求項14に記載の表示方法。 - 少なくとも並列表示モードと単独表示モードとを選択的に実行可能であり、
ユーザにより前記並列表示モードの入力を受けた場合は、前記分布画像と、前記特性情報の時間変動を示すデータと、を前記表示部に表示し、
前記並列表示モードの入力がない場合、又は、ユーザにより前記単独表示モードの入力を受けた場合は、前記分布画像と、前記特性情報の時間変動を示すデータと、を前記表示部に表示しないことを特徴とする請求項14又は15に記載の表示方法。 - ユーザにより指定された指定領域の情報を受けるステップをさらに有し、
前記表示するステップでは、前記分布画像の前記指定領域における特性情報の時間変動を示すデータを表示することを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載の表示方法。 - 前記表示するステップでは、
前記被検体に光が所定回数照射された場合に、前記光の照射毎に得られる前記所定回数分の特性分布が合成された合成分布を前記分布画像として表示することを特徴とする請求項14乃至17のいずれか1項に記載の表示方法。 - 前記表示するステップでは、
前記被検体に光が所定回数照射された場合に、前記時間変動を示すデータとして前記光の照射毎の前記特性情報の時間変動を示すデータを表示することを特徴とする請求項14乃至18のいずれか1項に記載の表示方法。 - 前記取得された特性情報は、第1の特性情報と、前記第1の特性情報とは異なる第2の特性情報と、を含み、
前記表示するステップでは、
前記被検体内の複数の位置に夫々対応した前記第1の特性情報の分布を示す特性分布を用いて作成された分布画像と、前記分布画像の所定の領域における前記第2の特性情報の時間変動を示すデータと、を前記表示部に表示することを特徴とする請求項14乃至19のいずれか1項に記載の表示方法。 - 音響波を送信して前記被検体内で反射した反射波を受信することにより被検体情報取得装置で取得された被検体内の音響特性に関する分布の情報を受けるステップをさらに有し、
前記表示するステップでは、
前記特性分布又は前記特性分布が合成された合成分布と、前記音響特性に関する分布と、が重畳された重畳画像を前記分布画像として表示することを特徴とする請求項14乃至20のいずれか1項に記載の表示方法。 - 請求項14乃至21のいずれか1項に記載の表示方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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