JP6918125B2 - 光音響画像生成装置及び光音響画像生成装置の作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像生成装置及び光音響波画像生成装置の作動方法に関する。

生体内部の状態を非侵襲で検査できる画像検査法の一種として、超音波検査法が知られている。超音波検査では、超音波の送信及び受信が可能な超音波探触子が用いられる。超音波探触子から被検体（生体）に超音波を送信させると、その超音波は生体内部を進んでいき、組織界面で反射する。その反射超音波を超音波探触子によって受信し、反射超音波が超音波探触子に戻ってくるまでの時間に基づいて距離を計算することで、内部の様子を画像化することができる。

また、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響イメージングが知られている。一般に光音響イメージングでは、パルスレーザ光を生体内に照射する。生体内部では、生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波（光音響波）が発生する。この光音響波を超音波探触子などによって検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することにより、光音響波に基づく生体内の可視化が可能である。光音響イメージングに関し、特許文献１には、光を吸収して光音響波を発生する光音響波発生部を先端付近に設けた穿刺針が提案されている。この穿刺針においては、穿刺針の先端まで光ファイバが設けられ、その光ファイバによって導光された光が光音響波発生部に照射される。光音響波発生部において発生した光音響波は超音波探触子によって検出され、その検出信号に基づいて光音響画像が生成される。光音響画像では、光音響波発生部の部分が輝点として現れ、光音響画像を用いて穿刺針の位置の確認が可能となる。

一方、病変に対する病理学的診断方法は，細胞診断（以下、細胞診とする）と組織診断（以下、組織診とする）とに分類される。細胞診は、患者の放射線画像や超音波画像を撮影することにより取得した医用画像を用いての画像診断において病変が存在する可能性があるとされた場合に、病変が疑われる臓器からの検体や分泌液などの細胞を採取することにより、採取した検体内における異形細胞いわゆるがん細胞の有無を判定する診断方法である。

検体の採取方法による細胞診の種類は、下記表１に示すように剥離細胞診、擦過細胞診及び穿刺吸引細胞診の３つがある。一般的に、肺がん検査では痰（たん）、膀胱がん、尿管がん検査では尿を採取して細胞診を行う剥離細胞診、子宮がん検査では子宮粘膜を綿棒などでこすり取って細胞を集める擦過細胞診、乳がん検査では病変部に採血で使用される細長い針を刺して細胞を採取して細胞診を行う穿刺吸引細胞診が採用される。

上記細胞診では、下記表２で示すように検査結果がクラスで判定され、検査結果がクラスIII以上の場合にがん細胞がある、すなわちがんの疑いがあると判定される。

細胞診においてがんの疑いがあると判定されると、がんの疑いを確定させるために、すなわち異形細胞が悪性であるか否かを診断するために組織診が行われる。組織診は、細胞診でがんを確定できない場合や、手術の必要性等の治療方針を決定する場合等に行われる検査であり、広範囲の細胞を含む病変の組織をメスや生検針（バイオプシ）等で採取して、採取した組織を顕微鏡で観察することによりがんの悪性度や種類等の診断を行う。

組織診においては、患者の病変の組織を切り取るため、患者への侵襲度合いが比較的高く、麻酔を必要とするため組織の採取に時間を要する。これに対して細胞診では例えば上記穿刺吸引細胞診においては、採血程度の細い針、すなわち注射針で細胞の採取を行うため、組織診と比較して、患者に対する侵襲度合いは低く、かつ通常は麻酔が不要であるため細胞の採取に要する時間も短時間となる。したがって近年では組織診を行う前に細胞診が広く行われている。

特開２０１５−２３１５８３号公報 特開２０１２−１２０７４７号公報 特開２０１２−０７０８３７号公報 特開２００５−０５８５８４号公報 特開２００５−３２３６６９号公報 特開２０１５−１３６４９４号公報

上述した生検針を使用した組織診や穿刺吸引細胞診（fine needle aspiration cytology；FNA）においては、図５に示すように、一方の手で超音波プローブを保持し、他方の手は針を操作しているため、穿刺中に超音波診断装置の細やかな操作は困難であった。そのため、検査の後で、保存した複数の画像リストから適切な画像や動画のフレームを選択し、矢印等のアノテーションを付与するなどして、穿刺した位置を示していたので、操作者にとっては手間となっていた。特にＦＮＡの場合、生検針のような太い針ではなく、注射針のような細い針を使用するため、画像上において針がはっきりと描画されにくいため、後から画像上で明確に針の位置を探すのは困難である。また、一般的にＦＮＡにおいては、１つの病変部内で複数回、針先を動かすため、組織が傷つくことにより針の存在が見え難くなる場合があり、後から画像上で明確に針の位置を探すのは困難である。

特許文献２，３には、過去の針先位置の履歴を画像表示することが記載されている。しかし、特許文献２，３は光音響イメージングを使用せずに、針が被検体内で動くことにより針先を検出しており、被検体内で針が動いていないと針先を検出することができない。そのため、穿刺吸引細胞診を行う場合、被検体内で穿刺針を静止させた状態で細胞を吸引すると針先の正確な位置の検出は困難な場合がある。また特許文献４〜６は、それぞれ組織診や穿刺針焼灼を行う場合のボリュームデータの穿刺支援に関する文献であり、針先の位置を保存して表示させることが記載されているが、光音響イメージングを使用しておらず、細胞診に関する記載もない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、細胞診を行う場合に、検査の後で、穿刺中の挿入物の位置を画像上で正確に把握することができる光音響画像生成装置及び光音響画像生成装置の作動方法を提供することを目的とする。

本発明の光音響画像生成装置は、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像生成部と、
細胞診において挿入物の先端部分で被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、トリガ毎に挿入物の先端部分の光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させる制御部とを備える。

ここで本発明において「位置情報」とは、挿入物の先端部分の位置が検出できる情報を意味し、例えば光音響画像生成部によって生成されたリアルタイムの光音響画像の静止画像のみを位置情報としてもよいし、上記静止画像から挿入物の先端部分の座標上の位置を検出し、検出した座標値を位置情報としてもよい。また上記静止画像と上記座標値とを合わせて位置情報としてもよい。

なお本発明の光音響画像生成装置においては、所定のトリガを入力する入力部を備えていてもよい。

また本発明の光音響画像生成装置においては、制御部が、光音響画像上の挿入物の先端部分の位置が予め定められた時間内に予め定められた距離よりも多く移動しなかった場合に所定のトリガを発生してもよい。

また本発明の光音響画像生成装置においては、制御部が、光音響画像上の挿入物の先端部分の位置が経時的に変化していく方向が一方向から他方向へ切り替わった場合に所定のトリガを発生してもよい。

ここで本発明において「一方向から他方向へ切り替わった場合」とは、挿入物が移動しているときに移動する方向を一方向として、一方向とは異なる方向を他方向とする。

また本発明の光音響画像生成装置においては、制御部が、トリガ毎に記憶させる位置情報に各々識別情報を付与してもよい。

なお本発明において「識別情報」は、各位置情報が識別できればよく、異なるマーカー情報であっても、色別情報であっても、番号情報であってもよい。

また本発明の光音響画像生成装置においては、被検体内に出力された超音波に対する反射音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
光音響画像及び超音波画像の少なくとも一方の画像を表示する画像表示部をさらに備え、
画像表示部が２画面表示可能であり、
制御部が、画像表示部の一方の画面に超音波画像と光音響画像とを重畳した重畳画像をリアルタイムに表示し、他方の画面に代表画像を表示させてもよい。

ここで本発明において「代表画像」は、被検体を表す画像すなわち同一患者であればよく、例えば光音響画像の静止画像が重畳される超音波画像であってもよいし、予め取得されてサーバー等に保存されている画像であってもよい。また「代表画像」は静止画像であってもよいし、動画像であってもよいし、二次元画像であってもよいし、三次元画像であってもよいし、特に限定されるものではない。ユーザが任意に設定や変更することができる。

また本発明の光音響画像生成装置においては、代表画像が、縦方向の断面画像及び横方向の断面画像であり、
制御部が、縦方向の断面画像及び横方向の断面画像を画像表示部に並べて表示させてもよい。

ここで本発明において「縦方向」及び「横方向」は、被検体において互いに直交する方向であり、例えば被検体が人体の場合には、背の高さ方向を縦方向とし、背の高さ方向に直交する方向を横方向とすることができる。

また本発明の光音響画像生成装置においては、制御部が、トリガ毎に記憶させる位置情報の累積画像を表示手段に出力してもよい。

なお本発明において「累積画像」は、トリガ毎に記憶された挿入物の先端部分の位置を１つの画像上に示した画像を意味する。

また本発明の光音響画像生成装置においては、挿入物が先端部分の先端に開口部を有し、
制御部が、開口部から被検体の細胞を吸引して採取する工程中に、所定のトリガに応答して記憶手段に位置情報を記憶させてもよい。

本発明の光音響画像生成装置の作動方法は、光音響画像生成部と制御部とを備える光音響画像生成装置の作動方法であって、
光音響画像生成部が、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成し、
制御部が、細胞診において前挿入物の先端部分で被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、トリガ毎に挿入物の先端部分の光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させる。

本発明の光音響画像生成装置及び光音響画像生成装置の作動方法によれば、光音響画像生成部が、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成し、制御部が、細胞診において前挿入物の先端部分で被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、トリガ毎に挿入物の先端部分の光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させるので、検査の後で、トリガ毎に記憶された位置情報を画像表示部に表示させることにより、穿刺中の挿入物の先端部分の光音響画像上の位置を正確に把握することができる。すなわち挿入物が被検体のどこを穿刺したのかを検査の後ですべて正確に把握することができるので、穿刺が適切に行われたか否かの証拠とすることができる。

本発明の光音響画像生成装置を含む第１の実施形態の光音響画像生成システムの概略構成を示すブロック図 穿刺針の先端部分の構成を示す断面図 光音響画像生成システムの作動方法を含むＦＮＡの一連の処理のフローチャート 画像表示部に表示された超音波画像の一例を示す図 超音波探触子と穿刺針の操作方法の一例を示す図 画像表示部に表示されたＮＴＶ表示の一例を示す図 シリンジの動きを説明する図 画像表示部に表示されたＮＴＶ表示とサムネイル画像の一例を示す図（その１） 画像表示部に表示されたＮＴＶ表示とサムネイル画像の一例を示す図（その２） 画像表示部に表示されたＮＴＶ表示とサムネイル画像の一例を示す図（その３） 画像表示部に表示されたＮＴＶ表示とサムネイル画像の一例を示す図（その４） 画像表示部に表示された超音波画像とサムネイル画像の一例を示す図 画像表示部に表示されたＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像とサムネイル画像の一例を示す図（その１） プレパラートの一例を示す図 画像表示部に表示されたＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像とサムネイル画像の一例を示す図（その２） 画像表示部に表示されたＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像とサムネイル画像の一例を示す図（その３） 画像表示部に表示されたＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像とサムネイル画像の一例を示す図（その４） 画像表示部に表示されたＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像の一例を示す図 光音響画像生成システム１０の作動方法を含むＦＮＡの一連の処理の他のフローチャート（その１） 光音響画像生成システムの作動方法を含むＦＮＡの一連の処理の他のフローチャート（その２） 画像表示部における２画面表示の一例を示す図（その１） 画像表示部における２画面表示の一例を示す図（その２） 画像表示部における２画面表示とサムネイル画像の一例を示す図（その１） 画像表示部における２画面表示とサムネイル画像の一例を示す図（その２） 画像表示部における２画面表示とサムネイル画像の一例を示す図（その３） 画像表示部における２画面表示とサムネイル画像の一例を示す図（その４） 画像表示部における２画面表示とサムネイル画像の一例を示す図（その５） 画像表示部における２画面表示とサムネイル画像の一例を示す図（その６）

以下、本発明の光音響画像生成装置の第１の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の光音響画像生成装置に相当する超音波ユニット１２を備えた光音響画像生成システム１０の概略構成を示す図、図２は穿刺針１５の先端部分の構成を示す断面図である。

本実施形態の光音響画像生成システム１０は、図１に示すように、超音波探触子（プローブ）１１、超音波ユニット１２、レーザユニット１３、及び穿刺針１５を備えている。穿刺針１５とレーザユニット１３とは、光ファイバを有する光ケーブル１６によって接続されている。穿刺針１５は、光ケーブル１６に対して着脱可能なものであり、ディスポーザブルに構成されたものである。なお、本実施形態では、音響波として超音波を用いるが、超音波に限定されるものでは無く、被検対象や測定条件等に応じて適切な周波数を選択してさえいれば、可聴周波数の音響波を用いても良い。なお、図１においては図示省略したが、穿刺針１５には、シリンジや輸液チューブ等が接続され、薬液注入に利用できる。本実施形態においては、穿刺針１５には、チューブＳｂを介してシリンジＳが接続される（図７参照）。なおシリンジＳは、内部に可動式のプランジャを備え、このプランジャの後端にはプランジャを押引するための操作部Ｓａが備えられている。

レーザユニット１３は、たとえばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）及びアレキサンドライトなどを用いた固体レーザ光源を備えている。レーザユニット１３の固体レーザ光源から出射されたレーザ光は、光ケーブル１６によって導光され、穿刺針１５に入射される。本実施形態のレーザユニット１３は、近赤外波長域のパルスレーザ光を出射するものである。近赤外波長域とは、７００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長域を意味する。なお、本実施形態においては、レーザダイオード光源を用いるようにしたが、固体レーザ光源、ファイバレーザ光源、気体レーザ光源などその他のレーザ光源を用いるようにしてもよいし、レーザ光源以外のたとえば発光ダイオード光源を用いるようにしてもよい。

穿刺針１５は、本発明の挿入物の一実施形態であり、その少なくとも一部が被検体に穿刺される針である。図２は、穿刺針１５の長さ方向に伸びる中心軸を含む断面図である。穿刺針１５は、鋭角に形成された先端に先端開口１５ｅを有し、中空状に形成された穿刺針本体１５ａと、レーザユニット１３から出射されたレーザ光を穿刺針１５の先端開口１５ｅの近傍まで導光する光ファイバ１５ｂと、光ファイバ１５ｂから出射したレーザ光を吸収して光音響波を発生する光音響波発生部１５ｃとを含む。

光ファイバ１５ｂ及び光音響波発生部１５ｃは、穿刺針本体１５ａの中空部１５ｄに配置される。光ファイバ１５ｂは、たとえば穿刺針１５の基端部に設けられた光コネクタを介して光ケーブル１６（図１を参照）内の光ファイバに接続される。光ファイバ１５ｂの光出射端からは、たとえば０．２ｍＪのレーザ光が出射される。

光音響波発生部１５ｃは、光ファイバ１５ｂの光出射端に設けられており、穿刺針１５の先端近傍かつ穿刺針本体１５ａの内壁に設けられる。光音響波発生部１５ｃは、光ファイバ１５ｂから出射されるレーザ光を吸収して光音響波を発生する。光音響波発生部１５ｃは、たとえば黒顔料を混合したエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びシリコーンゴムなどから形成されている。なお、図２では、光ファイバ１５ｂよりも光音響波発生部１５ｃの方が大きく描かれているが、これには限定されず、光音響波発生部１５ｃは、光ファイバ１５ｂの径と同程度の大きさであってもよい。

光音響波発生部１５ｃは、上述したものに限定されず、レーザ光の波長に対して光吸収性を有する金属膜又は酸化物の膜を、光音響波発生部としてもよい。たとえば光音響波発生部１５ｃとして、レーザ光の波長に対して光吸収性が高い酸化鉄や、酸化クロム及び酸化マンガンなどの酸化物の膜を用いることができる。あるいは、光吸収性は酸化物よりも低いが生体適合性が高いＴｉ（チタン）やＰｔ（白金）などの金属膜を光音響波発生部１５ｃとして用いてもよい。また、光音響波発生部１５ｃが設けられる位置は穿刺針本体１５ａの内壁には限定されない。たとえば光音響波発生部１５ｃである金属膜又は酸化物の膜を、蒸着などにより光ファイバ１５ｂの光出射端上に例えば１００ｎｍ程度の膜厚で製膜し、酸化物の膜が光出射端を覆うようにしてもよい。この場合、光ファイバ１５ｂの光出射端から出射されたレーザ光の少なくとも一部は、光出射端を覆う金属膜又は酸化物の膜で吸収され、金属膜又は酸化物の膜から光音響波が生じる。

なお、穿刺針１５の先端近傍とは、その位置に光ファイバ１５ｂの先端及び光音響波発生部１５ｃが配置された場合に、穿刺作業に必要な精度で穿刺針１５の先端の位置を画像化できる光音響波を発生可能な位置であることを意味する。たとえば穿刺針１５の先端から基端側へ０ｍｍ〜３ｍｍの範囲内のことを指す。以降の実施の形態においても、先端近傍とは同様の意味とする。また本実施形態において、穿刺針１５はＦＮＡを行う際に使用される。本実施形態においてＦＮＡは、マンモグラフィや超音波などの画像診断で病変（乳がん）の疑いがある場合に行うものとし、乳房内の乳がんの疑いのある領域をターゲット領域Ｔとして、ターゲット領域Ｔに存在する細胞を穿刺針１５で採取する。なお一般的に組織診で使用される針の直径は１．４ｍｍ〜４ｍｍの場合が多いのに対して、細胞診で使用される針の直径は０．４〜２ｍｍ程度のものが使用されるが、穿刺針１５のサイズについてはこれに限られるものではなく、細胞を採取する対象等によって適宜変更される。本実施形態においてＦＮＡは乳房内の細胞を採取するものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、甲状腺やリンパ節等、ブラシや綿棒では触れない、すなわち擦過細胞診が適用できない病変部の細胞を採取するものにも適用できる。

図１に戻り、超音波探触子１１は、本発明の音響波検出手段に相当するものであり、たとえば一次元的に配列された複数の検出器素子（超音波振動子）を有している。超音波探触子１１は、被検体に穿刺針１５が穿刺された後に、光音響波発生部１５ｃから発生された光音響波を検出する。超音波探触子１１は、光音響波の検出に加えて、被検体に対する音響波（超音波）の送信、及び送信した超音波に対する反射音響波（反射超音波）の受信を行う。超音波の送信と受信とは分離した位置で行ってもよい。たとえば超音波探触子１１とは異なる位置から超音波の送信を行い、その送信された超音波に対する反射超音波を超音波探触子１１で受信してもよい。超音波探触子１１としては、リニア超音波探触子、コンベクス超音波探触子、又はセクター超音波探触子などを用いることができる。また、２次元アレイを用いても良い。

超音波ユニット１２は、受信回路２１、受信メモリ２２、データ分離部２３、光音響画像生成部２４、超音波画像生成部２５、画像出力部２６、送信制御回路２７、制御部２８、及び記憶部２９（本発明の記憶手段の一例）を有する。超音波ユニット１２は、典型的にはプロセッサ、メモリ、及びバスなどを有する。超音波ユニット１２には、光音響画像生成処理及び超音波画像生成処理などに関するプログラムがメモリに組み込まれている。プロセッサによって構成される制御部２８によってそのプログラムが動作することで、データ分離部２３、光音響画像生成部２４、超音波画像生成部２５、及び画像出力部２６の機能が実現する。すなわち、これらの各部は、プログラムが組み込まれたメモリとプロセッサにより構成されている。

なお、本実施形態においては、プログラムをプロセッサによって実行することによって各部を機能させるようにしたが、これに限らず、一部又は全部の機能をハードウェアによって実現するようにしてもよい。ハードウェアの構成としては、特に限定されるものではなく、複数のＩＣ（Integrated Circuit）、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、メモリ及びでディスクリート部品からなる回路などを適宜組み合わせることによって実現することができる。

受信回路２１は、超音波探触子１１が出力する検出信号を受信し、受信した検出信号を受信メモリ２２に格納する。受信回路２１は、典型的には、低ノイズアンプ、可変ゲインアンプ、ローパスフィルタ、及びＡＤ変換器（Analog to Digital convertor）を含む。超音波探触子１１の検出信号は、低ノイズアンプで増幅された後に、可変ゲインアンプで深度に応じたゲイン調整がなされ、ローパスフィルタで高周波成分がカットされた後にＡＤ変換器でデジタル信号に変換され、受信メモリ２２に格納される。受信回路２１は、例えば１つのＩＣ（Integrated Circuit）で構成される。

超音波探触子１１は、光音響波の検出信号と反射超音波の検出信号とを出力し、受信メモリ２２には、ＡＤ変換された光音響波及び反射超音波の検出信号（サンプリングデータ）が格納される。データ分離部２３は、受信メモリ２２から光音響波の検出信号のサンプリングデータを読み出し、光音響画像生成部２４に送信する。また、データ分離部２３は、受信メモリ２２から反射超音波のサンプリングデータを読み出し、超音波画像生成部２５に送信する。

光音響画像生成部２４は、超音波探触子１１で検出された光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成する。光音響画像の生成は、たとえば整相加算などの画像再構成、検波及び対数変換などを含む。光音響画像では、光音響波発生部１５ｃの部分が輝点として現れるので、光音響画像を用いて穿刺針１５の位置の確認が可能となる。超音波画像生成部２５は、超音波探触子１１で検出された反射超音波の検出信号に基づいて超音波画像（反射音響波画像）を生成する。超音波画像の生成も、整相加算などの画像再構成、検波及び対数変換などを含む。画像出力部２６は、光音響画像及び超音波画像の少なくとも一方をディスプレイ装置などの画像表示部３０に出力する。また画像出力部２６は後述する記憶部２９に記憶された光音響画像データを画像表示部３０に出力する。

制御部２８は、超音波ユニット１２内の各部を制御する。制御部２８は、光音響画像を取得する場合は、レーザユニット１３にトリガ信号を送信し、レーザユニット１３からレーザ光を出射させる。また、レーザ光の出射に合わせて、受信回路２１にサンプリングトリガ信号を送信し、光音響波のサンプリング開始タイミングなどを制御する。

制御部２８は、超音波画像を取得する場合は、送信制御回路２７に超音波送信を指示する旨の超音波送信トリガ信号を送信する。送信制御回路２７は、超音波送信トリガ信号を受けると、超音波探触子１１から超音波を送信させる。超音波探触子１１は、たとえば音響ラインを一ラインずつずらしながら走査して反射超音波の検出を行う。制御部２８は、超音波送信のタイミングに合わせて受信回路２１にサンプリングトリガ信号を送信し、反射超音波のサンプリングを開始させる。

また本実施形態の制御部２８は、ＦＮＡにおいて穿刺針１５の先端部分で被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、トリガ毎に穿刺針１５の先端部分の光音響画像上の位置情報を後述する記憶部２９に記憶させる。なお本実施形態では、制御部２８は、光音響画像生成部２４によって生成されたリアルタイムの光音響画像の静止画像を穿刺針１５の先端部分の光音響画像上の位置情報として記憶部２９に記憶させる。また制御部２８は、光音響画像生成部２４が生成した光音響画像の画像表示部３０への表示をＯＮ又はＯＦＦするＮＴＶ（Needle Tip Visualization：針先先端視覚化）モードを備え、制御部２８は、後述する入力部４０によりＮＴＶモードがＯＮにされると画像表示部３０に光音響画像を表示させる。なお光音響画像は画像表示部３０に表示されている超音波画像に重畳して表示される。

記憶部２９は、穿刺針１５の先端部分の光音響画像上の位置情報を記憶し、制御部２８の指示によって記憶した位置情報等を画像出力部２６に出力する。なお、本実施形態では上述した光音響画像の静止画像を記憶する。

画像表示部３０は、より具体的には、例えば液晶表示装置等からなる画像表示画面である。画像表示部３０は、操作者によって直接入力が可能なタッチパネルで構成されていてもよい。画像表示部３０においては、光音響波画像と超音波画像とを別々に表示することができ、合成して表示することもできる。光音響波画像と超音波画像とを合成して表示することで、穿刺針１５の先端が生体内のどこにあるかを確認することができるようになるため、正確で安全な穿刺が可能になる。

入力部４０は、マウスやキーボード等で構成され、図示は省略するが例えば画像表示部３０とは別のタッチパネル、保存ボタンやＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙボタンを含む複数の入力ボタン及び、複数の入力キー等も備えている。なお図示はしないが、保存ボタンは制御部２８にトリガ信号を入力するためのボタンであり、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙボタンは画像表示部３０に表示された超音波画像Ｉｂに、記憶部２９に記憶された後述する重畳画像Ｉを全て重畳して表示させるためのボタンである。

次に、本実施形態の超音波ユニット１２を備えた光音響画像生成システム１０の作動方法を含むＦＮＡの一連の処理について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。図３は光音響画像生成システム１０の作動方法を含むＦＮＡの一連の処理のフローチャート、図４は画像表示部３０に表示された超音波画像Ｉｂの一例を示す図、図５は超音波探触子１１と穿刺針１５の操作方法の一例を示す図、図６は画像表示部３０に表示されたＮＴＶ表示の一例を示す図、図７はシリンジＳの動きを説明する図、図８〜図１１はそれぞれ画像表示部３０に表示されたＮＴＶ表示とサムネイル画像の一例を示す図、図１２は画像表示部３０に表示された超音波画像Ｉｂとサムネイル画像の一例を示す図、図１３は画像表示部３０に表示されたＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏとサムネイル画像の一例を示す図、図１４はプレパラートの一例を示す図である。なお本実施形態においては、マンモグラフィや超音波などの画像診断で病変（乳がん）の疑いがある場合に行うＦＮＡを例にして以下説明する。具体的には、乳房内の乳がんの疑いのある領域をターゲット領域Ｔとして、ターゲット領域Ｔに存在する細胞を穿刺針１５で採取する。

図３に示すように、まず医師などのユーザによって被検者の乳房上で超音波探触子１１が走査されてスクリーニングが開始される（ステップＳ１）。超音波ユニット１２は、超音波探触子１１からの信号を受け取ると、図４に示すように、画像表示部３０に超音波画像Ｉｂを表示させる（ステップＳ２）。ユーザは図５に示す様に、例えば左手Ｈ１に超音波探触子１１を操作し、右手Ｈ２に穿刺針１５を操作して、表示された超音波画像Ｉｂを確認しながら、乳房内の乳がんの疑いのある領域、すなわちターゲット領域Ｔを決定する（ステップＳ３）。

ターゲット領域Ｔが決定されると、ユーザが入力部４０を操作することによりＮＴＶモードがＯＮにされ（ステップＳ４）、制御部２８が、図６に示すように、光音響画像生成部２４によって生成された光音響画像を、画像出力部２６を介して画像表示部３０に表示させる。画像出力部２６は超音波画像Ｉｂと光音響画像とを重畳して画像表示部３０に表示し、画像表示部３０をＮＴＶ表示する（ステップＳ５）。ここで本実施形態においては、超音波画像Ｉｂと光音響画像とを重畳して合成した画像を重畳画像Ｉという。また光音響画像が画像表示部３０に表示されることをＮＴＶ表示という。本実施形態では、ＮＴＶ表示は光音響画像生成部２４によって生成されたリアルタイムの光音響画像と超音波画像生成部２５によって生成されたリアルタイムの超音波画像Ｉｂとを重畳して合成した重畳画像Ｉを画像表示部３０に表示させる。

さらに制御部２８は、画像表示部３０がＮＴＶ表示であることが、すなわちＮＴＶモードがＯＮにされていることが視認できるように、例えばＮＴＶの文字を、画像出力部２６を介して画像表示部３０に表示させる。なお表示させる文字についてはＮＴＶに限定されるものではなく、ＮＴＶ表示であることが視認できれば、例えばアイコンベースのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を使用してもよい。またＮＴＶの文字の色は特に限定されるものではなく、操作者によって任意に変更可能とする。なお光音響画像において、画像中の穿刺針１５の先端の位置を検出し、検出した穿刺針１５の先端を画像表示部３０において強調して表示させてもよい。強調表示する場合には、穿刺針１５の先端部分の位置の検出方法としては、たとえば光音響画像における最大輝度点の位置を、穿刺針１５の先端部分の位置として検出するようにすればよい。

画像表示部３０がＮＴＶ表示されると（ステップＳ５）、ユーザにより、レーザユニット１３の駆動の前後等の任意のタイミングで穿刺針１５が被検体に穿刺され（ステップＳ６）、穿刺針１５が被検体に挿入される。穿刺針１５が被検体に挿入されると、図６に示すように、被検体に挿入された穿刺針１５の先端部分は重畳画像Ｉ上で最も明るい輝点として現れる。本実施形態においては以下、重畳画像Ｉ上に表示される穿刺針１５を穿刺針Ｎ、穿刺針Ｎの先端部分を先端部分Ｎｔという。なお穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔは操作者によって選択可能な任意の色で表示してもよいし、点滅表示させてもよい。また穿刺針Ｎは見やすいように、実際の針よりも太く、すなわち強調させて表示してもよいし、装置側において適宜調整可能にしてもよい。なお穿刺針Ｎは重畳画像Ｉ上において認識できない場合には重畳画像Ｉ上において表示しなくてもよい。また先端部分Ｎｔも実際の輝点よりもさらに強調させて表示してもよい。穿刺針Ｎや先端部分Ｎｔの表示方法については、ユーザが任意に設定することができる。

ユーザは、重畳画像Ｉ上で穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔがターゲット領域Ｔに到達すると、図７に示すように、シリンジ操作者Ｈが操作部Ｓａをシリンジ操作者Ｈ側すなわち手前に引くことによりチューブＳｂを介して穿刺針１５の先端開口１５ｅからターゲット領域Ｔ内部の細胞を吸引する（ステップＳ７）。なおシリンジＳを操作するシリンジ操作者Ｈは、超音波探触子１１や穿刺針１５を操作するユーザとは別の人物である。制御部２８は、入力部４０からトリガ信号が入力されたか否かを判別することにより、細胞の吸引中に保存ボタンが押下されたか否かを判別する（ステップＳ８）。制御部２８が、保存ボタンが押されていないと判別した場合には（ステップＳ８；Ｎ）、保存ボタンが押されるまでステップＳ８の処理を繰り返し行う。一方、制御部２８が、保存ボタンが押下されたと判別した場合には（ステップＳ８；Ｙ）、制御部２８が記憶部２９に重畳画像Ｉの静止画像を記憶させる（ステップＳ９）。このとき重畳画像Ｉを構成する光音響画像も穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置情報として記憶部２９に記憶される。また重畳画像Ｉを構成する超音波画像も記憶部２９に記憶される。保存ボタンはユーザによって押されてもよいし、シリンジ操作者Ｈによって押されてもよいし、その他の人物によって押されてもよいし、特に限定されるものではない。

穿刺針１５の先端開口１５ｅからターゲット領域Ｔ内部の細胞を吸引中に、保存ボタンが押下されたタイミングで穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置情報を記憶することにより、ユーザの任意のタイミングでの上記位置情報を取得することができる。ユーザがターゲット領域Ｔ内で穿刺針Ｎを移動したタイミングで保存ボタンを押すことにより、細胞を吸引した位置の位置情報を取得することができる。

制御部２８は、図８に示すように、記憶部２９に記憶された重畳画像Ｉを画像表示部３０にサムネイル表示させる（ステップＳ９）。本実施形態では制御部２８は、画像表示部３０の左下、すなわち重畳画像Ｉの下方にこの重畳画像Ｉのサムネイル画像Ｐ１を表示させる。次に図９に示すように、ユーザによって穿刺針１５がターゲット領域Ｔ内部の別の位置に移動される（ステップＳ１１）。本実施形態において穿刺針１５の移動は、被検体に穿刺針１５を挿入した状態で、かつシリンジＳによる吸引中に行われる。

制御部２８は、保存ボタンが押下されたか否かを判別し（ステップＳ１２）制御部２８が、保存ボタンが押されていないと判別した場合には（ステップＳ１２；Ｎ）、保存ボタンが押されるまでステップＳ１２の処理を繰り返し行う。一方、制御部２８が、保存ボタンが押下されたと判別した場合には（ステップＳ１２；Ｙ）、制御部２８が記憶部２９に穿刺針１５の移動後の重畳画像Ｉの静止画像を記憶させる（ステップＳ１３）。このとき移動後の重畳画像Ｉを構成する光音響画像も穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置情報として保存される。

制御部２８は、図１０に示すように、記憶部２９に記憶された移動後の重畳画像Ｉを画像表示部３０にサムネイル表示させる（ステップＳ１４）。制御部２８は、前回記憶させた重畳画像Ｉのサムネイル画像Ｐ１の左隣に今回記憶させた重畳画像Ｉのサムネイル画像Ｐ２を表示させる。なおサムネイルの表示順序については、予めユーザが設定可能である。本実施形態においては、最後に記憶させた重畳画像Ｉのサムネイル画像が左端になるように表示させる。次に制御部２８は、穿刺針１５が被検体から抜かれたか否かを判別し（ステップＳ１５）、穿刺針１５が抜かれていないと判別した場合には（ステップＳ１５；Ｎ）、制御部２８はステップＳ１１へ処理を移行し、以降の処理を繰り返し行う。本実施形態においては、ステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理を３回繰り返して行い、制御部２８は図１１に示すように４つのサムネイル画像Ｐ１〜Ｐ４を表示させる。なお本実施形態においてはユーザがターゲット領域Ｔにおいて４か所で細胞を採取したとして、穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの４つの位置情報を取得したが、本発明はこれに限られるものではなく、５か所又は６か所で細胞を採取する場合には５つ又は６つの先端部分Ｎｔの位置情報を取得し、１０か所で細胞を採取する場合には１０つの先端部分Ｎｔの位置情報を取得する。細胞を採取する箇所は、ターゲットの種類や大きさ等によって異なるが、本発明においては細胞を採取する全ての箇所において先端部分Ｎｔの位置情報を取得する。

一方、制御部２８がステップＳ１５において穿刺針１５が抜かれたと判別した場合には（ステップＳ１５；Ｙ）、制御部２８はＮＴＶモードをＯＦＦにして（ステップＳ１６）、図１２に示すように、画像出力部２６を介して画像表示部３０上のＮＴＶの文字を非表示にさせる（ステップＳ１７）。すなわち画像表示部３０には図１２に示すように、超音波画像Ｉｂのリアルタイム画像と記憶部２９に記憶された重畳画像Ｉのサムネイル画像Ｐ１〜Ｐ４が表示される。

そして制御部２８は、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙボタンが押下されたか否かを判別し（ステップＳ１８）制御部２８が、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙボタンが押されていないと判別した場合には（ステップＳ１８；Ｎ）、後述するように採取した細胞の診断をして（ステップＳ２０）、一連の処理を終了する。一方、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙボタンが押下されたと判別した場合には（ステップＳ１８；Ｙ）、図１３に示すように、制御部２８が記憶部２９に記憶された全ての光音響画像の静止画像を、画像表示部３０に表示されている超音波画像に重畳して表示させる（ステップＳ１９）。本実施形態ではこの表示をＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ表示といい、表示された画像をＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏとする。また全ての光音響画像の静止画像が重畳して表示されていることを視認できるように、例えばＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙの文字を、画像出力部２６を介して画像表示部３０に表示させる。なお表示させる文字についてはＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙに限定されるものではなく、全ての光音響画像の静止画像が重畳して表示されていることが視認できれば、例えばアイコンベースのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を使用してもよい。またＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙの文字の色は特に限定されるものではなく、操作者によって任意に変更可能とする。なお入力部４０からの入力により、制御部２８は、画像表示部３０の上側に表示されたＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏを記憶部２９に記憶させることもできる。このとき画像表示部３０に表示された４つのサムネイル画像も一緒に記憶させてもよい。

次に、穿刺針１５によって被検体の細胞が採取されると、採取した細胞の診断が行われる。シリンジ操作者Ｈが操作部Ｓａを押すことにより図１４に示すように、チューブＳｂを介して穿刺針１５の先端開口１５ｅからガラスのプレパラートＧの表面に採取した細胞Ｃを吹き付ける。なおプレパラートＧの表面の一端部Ｇａには、細胞Ｃを採取した日付や患者の名前等が記載される。そして細胞Ｃが吹き付けられたプレパラートＧは、染色された後に、ユーザによって顕微鏡等でがん細胞が存在するか否かが観察される。このようにしてＦＮＡの一連の処理が行われる。

本実施形態の超音波ユニット１２によれば、検査の後で、トリガ毎に記憶された位置情報を画像表示部３０に表示させることにより、穿刺針１５の先端部分の光音響画像上の位置を正確に把握することができる。すなわち穿刺針１５が被検体のどこを穿刺したのかを検査の後ですべて正確に把握することができるので、穿刺が適切に行われたか否かの証拠とすることができる。

なお図１３においては、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏ上に、穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔのみを表示させているが、実際には先端部分Ｎｔ以外も表示される。ただし、光音響画像において、画像中の穿刺針Ｎ及び穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置を検出した場合には、検出した先端部分Ｎｔのみを表示させることもできる。この場合、検出した先端部分Ｎｔをマーカー表示させてもよい。

またＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏは上記実施形態に限定されるものではなく、重畳する光音響画像の静止画像はユーザが任意に選択することができる。この場合、ＮＴＶ
Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏに使用された光音響画像を分かりやすくするために、図１５に示すように、制御部２８が、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏに使用された光音響画像を使用したサムネイル画像Ｐ２〜Ｐ４の枠を各々太枠で表示させたり、異なる色の枠で表示させたりしてもよい。なおＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏに使用された光音響画像であることが視認できれば、例えばアイコンベースのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を使用してもよい。図１５において、サムネイルとして画像表示部３０には表示されていないが、サムネイル画像Ｐ１もＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏに使用された光音響画像として選択されている。本実施形態においては、画像表示部３０はサムネイル画像が４つ表示されるものとし、新たなサムネイル画像が表示されると最も先に記憶されたサムネイル画像が表示されなくなる。サムネイル画像は例えば図示しないスクロール等をユーザが操作することにより、任意の画像を表示させることができる。また画像表示部３０に表示可能なサムネイル画像の数はユーザによって設定可能とする。

また図１６に示すように、制御部２８がＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏに使用された光音響画像を使用したサムネイル画像Ｐ１〜Ｐ４（画像表示部３０には表示されていないがサムネイル画像Ｐ１も選択されているものとする）にそれぞれ番号を付けて表示させ、かつＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏ上の穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔをマーカー表示させて、このマーカー近傍にもそれぞれサムネイル画像Ｐ１〜Ｐ４に対応する番号を表示させてもよい。これによりＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏに使用された光音響画像を識別し易くすることができる。また対応する番号毎にマーカーと番号の色を変えて表示させてもよい。なお色はユーザによって任意に変更可能とする。

また図１７に示すように、制御部２８がＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏ上の穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔをそれぞれ形状の異なるマーカーで表示させて、かつＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏに使用された光音響画像のサムネイル画像Ｐ１〜Ｐ４（画像表示部３０には表示されていないがサムネイル画像Ｐ１も選択されているものとする）にそれぞれＮＴＶＯｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏ上の穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔに対応するマーカーを付けて表示させてもよい。

また画像表示部３０の大きさによってはサムネイル画像を表示できない場合があるので、画像表示部３０にサムネイル画像を表示しなくてもよい。この場合、例えば図１８に示すように、制御部２８が画像表示部３０の左下に、記憶された順番に重畳画像Ｉで使用されているマーカーを表示するようにしてもよい。

また本実施形態においては、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ表示の際に、光音響画像の静止画像が重畳される超音波画像Ｉｂ（以下、代表画像と称する）を画像表示部３０に表示されている画像としたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばＮＴＶモード中に最初に保存された超音波画像Ｉｂをデフォルトの代表画像として使用してもよい。この場合、代表画像はデフォルトの画像から任意の画像にユーザによって変更することができる。また光音響画像生成システム１０や図示しないサーバー等に保存されている、同一患者の超音波画像の中からユーザが任意に変更してもよい。

また本実施形態においては、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ表示は、ＦＮＡの一連の処理の中で行われるものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、ＦＮＡの一連の処理が終了した後で、例えば制御部２８が記憶部２９にアーカイブ状態で保存されている代表画像及び光音響画像を読み出し、画像出力部２６を介して画像表示部３０に重畳して表示させることができる。

また本実施形態においては、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ表示はＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙボタンが押下された場合に行われたが、本発明はこれに限られるものではなく、自動的にＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ表示に切り替わるようにしてもよい。具体的には、図３のステップＳ１６においてＮＴＶモードがＯＦＦにされてから、例えば１〜２秒後に、制御部２８によって自動的にＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ表示に切り替えてもよい。また、ＮＴＶモードがＯＦＦにされてからＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ表示までの切り替え時間は、ユーザが予め設定できるようにしてもよい。

また本実施形態においては、制御部２８が、穿刺針１５が被検体から抜かれたと判別した場合にＮＴＶモードをＯＦＦとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、自動的にＮＴＶモードをＯＦＦにしてもよい。具体的には、制御部２８が画像表示部３０に表示されたターゲット領域Ｔから穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔが検出されなくなったと判別してから例えば５秒経過した場合に、ＮＴＶモードをＯＦＦにすることができる。また別の実施形態としては、制御部２８がターゲット領域Ｔ内に存在していた穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔが、画像表示部３０に右端又は左端に設定した特定領域に戻ってきたことを検出した場合に、ＮＴＶモードをＯＦＦにすることができる。また、穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔが検出されなくなったと判別してからの経過時間は、ユーザが予め設定できるようにしてもよい。

また本実施形態においては、保存ボタンが押下されると制御部２８にトリガ信号が入力されるものとしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば制御部２８が、光音響画像生成部２４によって生成された光音響画像に基づいて、穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置を検出する先端位置検出機能を備えたものとする。なお穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置の検出方法としては、たとえば光音響画像における最大輝度点の位置を、穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置として検出するようにすればよい。

制御部２８が、穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの動きを検出し、この検出結果に基づいてトリガ信号を発生させてもよい。具体的には、制御部２８が、先端部分Ｎｔの位置が予め定められた時間内に予め定められた距離よりも多く移動しなかったと判別した場合にトリガ信号を発生させてもよい。この場合、制御部２８が上記予め定められた時間毎に先端部分Ｎｔの動いた距離の総数を算出し、算出した値が上記予め定められた距離の値以下であった場合に穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔが動いていない、すなわち細胞を採取中であると判断して、制御部２８がトリガ信号を発生することができる。

また、別の実施形態としては、光音響画像上の穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置が経時的に変化していく方向が一方向から他方向へ切り替わった場合にトリガ信号を発生することができる。具体的には、光音響画像上の穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置を時系列で検出し、現在と過去の位置の差分をとり、その差の正負を判別して、針が体内へ向かっているのか、体外へ向かっているのかをトリガとしてもよい。この場合、プローブオリエンテーション側（画面に向かって右上側）から穿刺針Ｎを挿入することを想定して、光音響画像の右上端部から左上端部への方向をＸ軸の正方向、光音響画像の右上端部から右下端部への方向をＹ軸の正方向とする。Ｘ座標又はＹ座標のいずれかが過去より正の値の変化があれば刺している、負の値の変化があれば抜いていると判断して、制御部２８がトリガ信号を発生することができる。あるいは、Ｘ座標及びＹ座標の双方が過去より正の値の変化があれば刺している、負の値の変化があれば抜いていると判断してもよい。穿刺針Ｎの挿入位置は、予め挿入の向き（例えば光音響画像の右上側から等）を設定しておいてもよいし、光音響画像の左右両側において最初に先端部分Ｎｔが見えた側を挿入位置として自動判別してもよい。

次に本発明の光音響画像生成装置の第２の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本実施形態の光音響画像生成装置は図１の光音響画像生成システム１０の超音波ユニット１２と同じ構成とすることができるため、ここでの説明は省略し、異なる箇所についてのみ詳細に説明する。

上述した実施形態では画像表示部３０に表示される主要な画像すなわちサムネイル画像を除く画像は１つであったが、本実施形態では２画面表示を行う。ここで図１９及び図２０に本実施形態の超音波ユニット１２を備えた光音響画像生成システム１０の作動方法を含むＦＮＡの一連の処理のフローチャートを示す。なお図１９のステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理は図３のステップＳ１〜ステップＳ４と同様の処理であるため、ここでの説明は省略する。また図２１，図２２に画像表示部における２画面表示の一例を示す図、図２３〜図２８に画像表示部における２画面表示とサムネイル画像の一例を示す図をそれぞれ示す。

図１９に示すように、ＮＴＶモードがＯＮにされると（ステップＳ２４）、図２１に示すように、制御部２８が、画像表示部３０を画面右側の第１表示部３０Ａと画面左側の第２表示部３０Ｂの２画面表示にし（ステップＳ２５）、かつＮＴＶの文字を表示させる（ステップＳ２６）。本実施形態では、第１表示部３０Ａに光音響画像生成部２４によって生成されたリアルタイムの光音響画像と超音波画像生成部２５によって生成されたリアルタイムの超音波画像Ｉｂとを重畳して合成した重畳画像Ｉを表示し、第２表示部３０Ｂに代表画像Ｉａを表示させる。本実施形態では代表画像Ｉａは、制御部２８が、ＮＴＶモードがＯＮにされたタイミングで記憶部２９に記憶させた超音波画像Ｉｂとする。

なお本発明はこれに限られるものではなく、代表画像ＩａはＮＴＶがＯＮにされる前に記憶部２９に記憶された超音波画像Ｉｂであってもよいし、過去に取得した超音波画像Ｉｂであってもよいし、同一の患者の同一部位が撮影された画像であればいずれのタイミングで取得した画像であってもよい。また静止画像に限られず動画像であってもよい。動画像は一定の時間撮影された動画像を繰り返し再生させて表示させてもよい。また動画像はＢモード画像にカラードップラー画像を重畳した画像であってもよい。一般的に、穿刺針１５を被検体に挿入する場合には、血管を避けたい。これに対してカラードップラー画像を表示させることにより血液の情報を視覚的に認識することができるので、ユーザが血管を避けやすくなる。

また代表画像Ｉａは、超音波画像生成部２５によって生成されたリアルタイムの超音波画像Ｉｂであってもよい。また三次元画像や四次元画像（三次元画像のリアルタイム動画像）等のボリュームデータであってもよい。この場合、超音波探触子１１は２次元プローブやメカニカルプローブが使用される。また代表画像Ｉａは、縦方向の断面画像と横方向の断面画像とを左右又は上下に並べて配置してもよい。この場合、画像表示部３０には縦方向の断面画像、横方向の断面画像及び重畳画像Ｉの３つの画像が表示されることになる。なお第１表示部３０Ａと第２表示部３０Ｂは左右反対に配置することができる。また上下方向に並べて配置することもできる。なお第１表示部３０Ａの表示については、上述した実施形態の重畳画像Ｉの表示方法と同じであるため、ここでの詳細な説明は省略する。

画像表示部３０の第１表示部３０ＡがＮＴＶ表示されると（ステップＳ２６）、ユーザにより、レーザユニット１３の駆動の前後等の任意のタイミングで穿刺針１５が被検体に穿刺され（ステップＳ２７）、穿刺針１５が被検体に挿入される。穿刺針１５が被検体に挿入されると、図２２に示すように、重畳画像Ｉ上に穿刺針Ｎと穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔとが表示される。ユーザは、重畳画像Ｉ上で穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔがターゲット領域Ｔに到達すると、上述したようにして穿刺針１５の先端開口１５ｅからターゲット領域Ｔ内部の細胞を吸引する（ステップＳ２８）。

次に制御部２８は、入力部４０からトリガ信号が入力されたか否かを判別することにより、細胞の吸引中に保存ボタンが押下されたか否かを判別する（ステップＳ２９）。制御部２８は、保存ボタンが押されていないと判別した場合には（ステップＳ２９；Ｎ）、保存ボタンが押されるまでステップＳ２９の処理を繰り返し行う。一方、制御部２８は、保存ボタンが押下されたと判別した場合には（ステップＳ２９；Ｙ）、記憶部２９に重畳画像Ｉの静止画像を記憶させる（ステップＳ３０）。このとき重畳画像Ｉを構成する光音響画像も穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置情報として記憶部２９に記憶される。また重畳画像Ｉを構成する超音波画像も記憶部２９に記憶される。なお光音響画像における最大輝度点の位置を、穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置として検出してＮＴＶのみが表示された光音響画像も記憶する。

制御部２８は、図２３に示すように、記憶部２９に記憶された重畳画像Ｉを画像表示部３０にサムネイル表示させる（ステップＳ３１）。本実施形態では制御部２８は、画像表示部３０の左下、すなわち第２表示部３０Ｂの下方にサムネイル画像Ｐ１を表示させる。

さらに制御部２８は、図２３に示すように、記憶部２９に記憶されたＮＴＶのみが表示された光音響画像を代表画像Ｉａ上に重畳表示する（ステップＳ３２）。次に図２４に示すように、ユーザによって穿刺針１５がターゲット領域Ｔ内部の別の位置に移動される（ステップＳ３３）。本実施形態において穿刺針１５の移動は、被検体に穿刺針１５を挿入した状態で、かつシリンジＳによる吸引中に行われる。

次に制御部２８は、図２０のＡに処理を移行し、図２０に示すように制御部２８は、保存ボタンが押下されたか否かを判別する（ステップＳ３４）。制御部２８は、保存ボタンが押されていないと判別した場合には（ステップＳ３４；Ｎ）、保存ボタンが押されるまでステップＳ３４の処理を繰り返し行う。一方、制御部２８は、保存ボタンが押下されたと判別した場合には（ステップＳ３４；Ｙ）、記憶部２９に穿刺針１５の移動後の重畳画像Ｉの静止画像を記憶させる（ステップＳ３５）。このとき移動後の重畳画像Ｉを構成する光音響画像が穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置情報として保存される。また光音響画像における最大輝度点の位置を、穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの位置として検出してＮＴＶのみの光音響画像も保存する。

制御部２８は、図２５に示すように、記憶部２９に記憶された移動後の重畳画像Ｉを画像表示部３０にサムネイル表示させる（ステップＳ３６）。制御部２８は、前回記憶させた重畳画像Ｉのサムネイル画像Ｐ１の左隣に今回記憶させた重畳画像Ｉのサムネイル画像Ｐ２を表示させる。なおサムネイルの表示順序については、予めユーザが設定可能である。本実施形態においては、最後に記憶させた重畳画像Ｉのサムネイル画像が左端になるように表示させる。次に制御部２８は、図２５に示すように、記憶部２９に保存されたＮＴＶのみの光音響画像を代表画像Ｉａに重畳して表示させる（ステップＳ３７）。

次に制御部２８は、穿刺針１５が被検体から抜かれたか否かを判別し（ステップＳ３８）、穿刺針１５が抜かれていないと判別した場合には（ステップＳ３８；Ｎ）、制御部２８はＢへ処理を移行する。すなわち図１９のステップＳ３３へ処理を移行し、以降の処理を繰り返し行う。本実施形態においては、ステップＳ３３〜ステップＳ３８の処理を３回繰り返して行い、制御部２８は図２６に示すように４つのサムネイル画像Ｐ１〜Ｐ４を表示させる。なお本実施形態においてはユーザがターゲット領域Ｔにおいて４か所で細胞を採取したとして、穿刺針Ｎの先端部分Ｎｔの４つの位置情報を取得したが、本発明はこれに限られるものではなく、５か所又は６か所で細胞を採取する場合には５つ又は６つの先端部分Ｎｔの位置情報を取得し、１０か所で細胞を採取する場合には１０つの先端部分Ｎｔの位置情報を取得する。細胞を採取する箇所は、ターゲットの種類や大きさ等によって異なるが、本発明においては細胞を採取する全ての箇所において先端部分Ｎｔの位置情報を取得する。

一方、制御部２８がステップＳ３８において穿刺針１５が抜かれたと判別した場合には（ステップＳ３８；Ｙ）、制御部２８はＮＴＶモードをＯＦＦにして（ステップＳ３９）、図２７に示すように、画像出力部２６を介して画像表示部３０上のＮＴＶの文字を非表示にさせる（ステップＳ４０）。すなわち画像表示部３０には図２７に示すように、第１表示部３０Ａに超音波画像Ｉｂのリアルタイム画像のみが表示され、第２表示部３０Ｂに代表画像Ｉａと保存ボタンが押下された回数分のＮＴＶのみの光音響画像が重畳して表示され、第１表示部３０Ａ及び第２表示部３０Ｂの下方には、記憶部２９に記憶された重畳画像Ｉのサムネイル画像Ｐ１〜Ｐ４が表示される。

そして制御部２８は、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙボタンが押下されたか否かを判別し（ステップＳ４１）、制御部２８が、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙボタンが押されていないと判別した場合には（ステップＳ４１；Ｎ）、後述するように採取した細胞の診断をして（ステップＳ４４）、一連の処理を終了する。一方、ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙボタンが押下されたと判別した場合には（ステップＳ４１；Ｙ）、図２８に示すように、制御部２８が画像表示部３０による２画面表示を終了させ（ステップＳ４２）、第２表示部３０Ｂに表示されていた画像及びサムネイル画像のみを画像表示部３０に表示させて、画面上にＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙの文字を表示させる（ステップＳ４３）。本実施形態ではこの表示をＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ表示といい、表示された画像をＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像Ｉｏとする。なお第２表示部３０Ｂに表示されていた画像及びサムネイル画像が表示された画像を記憶部２９に記憶させることができる。記憶部２９に記憶させる画像については、ユーザが任意に選択可能とする。

本実施形態の超音波ユニット１２によれば、検査の後で、トリガ毎に記憶された位置情報を画像表示部３０に表示させることにより、穿刺針１５の先端部分の光音響画像上の位置を正確に把握することができる。すなわち穿刺針１５が被検体のどこを穿刺したのかを検査の後ですべて把握することができるので、穿刺が適切に行われたか否かの証拠とすることができる。さらに穿刺針１５の動きをリアルタイム画像で確認し、かつ、前回の穿刺針１５で穿刺した位置も確認することができるので、同じ位置が穿刺されるのを防止することができる。

なお本発明の音響波診断装置は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。

１０ 光音響画像生成システム
１１ 超音波探触子
１２ 超音波ユニット（光音響画像生成装置）
１３ レーザユニット
１５ 穿刺針
１５ａ 穿刺針本体
１５ｂ 光ファイバ
１５ｃ 光音響波発生部
１５ｄ 中空部
１５ｅ 先端開口
１６ 光ケーブル
２１ 受信回路
２２ 受信メモリ
２３ データ分離部
２４ 光音響画像生成部
２５ 超音波画像生成部
２６ 画像出力部
２７ 送信制御回路
２８ 制御部
２９ 記憶部
３０ 画像表示部
３０Ａ 第１表示部
３０Ｂ 第２表示部
４０ 入力部
Ｃ 細胞
Ｇ プレパラート
Ｇａ 一端部
Ｈ１ 左手
Ｈ２ 右手
Ｈ シリンジ操作者
Ｉ 重畳画像
Ｉａ 代表画像
Ｉｂ 超音波画像
Ｉｏ ＮＴＶ Ｏｖｅｒｌａｙ画像
Ｎ 穿刺針
Ｎｔ 先端部分
Ｐ１ サムネイル画像
Ｐ２ サムネイル画像

Claims (10)

1. 被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像生成部と、
   細胞診において前記挿入物の先端部分で前記被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、該トリガ毎に該トリガが発生した時点の前記先端部分の前記光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させる制御部とを備えた光音響画像生成装置。
2. 前記所定のトリガを入力する入力部を備えた請求項１記載の光音響画像生成装置。
3. 前記制御部が、前記光音響画像上の前記先端部分の位置が予め定められた時間内に予め定められた距離よりも多く移動しなかった場合に前記所定のトリガを発生する請求項１記載の光音響画像生成装置。
4. 前記制御部が、前記光音響画像上の前記先端部分の位置が経時的に変化していく方向が一方向から他方向へ切り替わった場合に前記所定のトリガを発生する請求項１記載の光音響画像生成装置。
5. 前記制御部が、前記トリガ毎に記憶させる前記位置情報に各々識別情報を付与する請求項１〜４いずれか１項記載の光音響画像生成装置。
6. 前記被検体内に出力された超音波に対する反射音響波を前記音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
   前記光音響画像及び前記超音波画像の少なくとも一方の画像を表示する画像表示部をさらに備え、
   該画像表示部が２画面表示可能であり、
   前記制御部が、前記画像表示部の一方の画面に前記超音波画像と前記光音響画像とを重畳した重畳画像をリアルタイムに表示し、他方の画面に代表画像を表示させる請求項１〜５いずれか１項記載の光音響画像生成装置。
7. 前記代表画像が、縦方向の断面画像及び横方向の断面画像であり、
   前記制御部が、前記縦方向の断面画像及び前記横方向の断面画像を前記画像表示部に並べて表示させる請求項６記載の光音響画像生成装置。
8. 前記制御部が、前記トリガ毎に記憶させる前記位置情報の累積画像を画像表示部に出力する請求項１〜７いずれか１項記載の光音響画像生成装置。
9. 前記挿入物が前記先端部分の先端に開口部を有し、
   前記制御部が、前記開口部から前記被検体の細胞を吸引して採取する工程中に、前記所定のトリガに応じて前記位置情報を前記記憶手段に記憶させる請求項１〜８いずれか１項記載の光音響画像生成装置。
10. 光音響画像生成部と制御部とを備える光音響画像生成装置の作動方法であって、
    前記光音響画像生成部が、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成し、
    前記制御部が、細胞診において前記挿入物の先端部分で前記被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、該トリガ毎に該トリガが発生した時点の前記先端部分の前記光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させる光音響画像生成装置の作動方法。

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