JP7187336B2 - 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
光音響装置1100は、被検体を撮影することにより光音響画像データを生成し、記憶装置1200に出力する。光音響画像データの生成方法の詳細については後述する。
光音響装置1100は、光音響画像データに付帯情報を関連付けて登録して、光音響画像データを記憶装置1200に記憶させる。記憶装置1200には、1回の撮影により生成された光音響画像データだけではなく、付帯情報が関連付けられた光音響画像データ群が記憶されている。後述する光音響画像データ群は、記憶装置1200に保存された画像データ全体であってもよいし、記憶装置1200の一部の画像データであってもよい。ユーザーが入力装置1500を用いて、記憶装置1200に記憶された光音響画像データの付帯情報を変更してもよい。
ユーザーは、入力装置1500を用いて、これから算出の対象となる合成画像データの種別を指定する。種別情報取得手段としての情報処理装置1300は、入力装置1500を介して、ユーザーが算出を要求する合成画像データの種別を示す種別情報を取得する。本実施形態において算出対象の種別を示す種別情報は、ユーザが算出を要求する種別を定義する要求情報ともいえる。例えば、ユーザーは、表示装置1400に表示された複数の種別の合成画像データのリストから所望の合成画像データの種別を指定することができる。複数の種別の合成画像データの中から所望の合成画像データの種別を指定する方法は、いかなる方法であってもよい。なお、種別情報は、算出することが予め決定されている合成画像データの種別が定義された情報であってもよい。
付帯情報取得手段としての情報処理装置1300は、記憶装置1200に記憶された光音響画像データ群の付帯情報を取得する。決定手段としての情報処理装置1300は、記憶装置1200に記憶された光音響画像データ群の付帯情報を参照して、種別情報の示す種別の合成画像データを算出するのに適した光音響画像データの組み合わせを決定する。
ユーザーは、入力装置1500を用いて、記憶装置1200に記憶された光音響画像データ群から、合成画像データの算出に用いる1つ目の光音響画像データ(第1の光音響画像データ)を指定する。例えば、ユーザーは、表示装置1400に表示された光音響画像データ群のリストから所望の光音響画像データを指定することができる。光音響画像データ群の中から第1の光音響画像データを指定する方法は、いかなる方法であってもよい。指定情報取得手段としての情報処理装置1300は、入力装置1500を介して、ユーザーの指示に基づいて指定された第1の光音響画像データを定義する指定情報を取得する。情報処理装置1300は、指定情報により定義された第1の光音響画像データの付帯情報を取得する。すなわち、情報処理装置1300は、指定情報に基づいて、第1の光音響画像データの付帯情報を記憶装置1200から読み出すことにより取得する。
情報処理装置1300は、種別情報と第1の光音響画像データの付帯情報とに基づいて、種別情報が示す種別の合成画像データを算出するのに第1の光音響画像データが適しているのかを決定する。すなわち、情報処理装置1300は、合成画像データに対する第1の光音響画像データの適合度を示す情報を取得する。なお、情報処理装置1300は、光音響画像データが選択された時点で適合度の計算を開始してもよいし、表示装置1400に表示された適合度の計算を開始するアイコンが選択してから適合度の計算を開始してもよい。
情報処理装置1300は、すなわち指定された第1の光音響画像データが合成画像データの算出に適していると判断した場合、合成画像データの算出に適した別の光音響画像データを決定する。情報処理装置1300は、種別情報、第1の光音響画像データを定義する指定情報、及び記憶装置1200に記憶された光音響画像データ群の付帯情報に基づいて、合成画像データの算出に適した、記憶装置1200に記憶された別の光音響画像データを決定する。情報処理装置1300は、合成画像データの算出において、第1の光音響画像データとの組み合わせに適した2つ目の光音響画像データ(第2の光音響画像データ)を決定する。情報処理装置1300は、合成画像データの算出に適した第2の光音響画像データを示す情報を表示装置1400に出力し、表示装置1400を合成画像データの算出に適した第2の光音響画像データを示す情報を表示させる。情報処理装置1300は、組み合わせの適合度と同様に、合成画像データの算出に対する第2の光音響画像データの適合度を示す適合度を表示装置1400に出力してもよい。
ユーザーは、入力装置1500を用いて、記憶装置1200に記憶された光音響画像データ群から、合成画像データの算出に用いる2つ目の光音響画像データ(第2の光音響画像データ)を指定する。例えば、ユーザーは、表示装置1400に表示された光音響画像データ群のリストから所望の光音響画像データを指定することができる。光音響画像データ群の中から第2の光音響画像データを指定する方法は、いかなる方法であってもよい。情報処理装置1300は、入力装置1500を介して、ユーザーの指示に基づいて指定された第2の光音響画像データを定義する指定情報を取得する。情報処理装置1300は、指定情報により定義された第2の光音響画像データの付帯情報を取得する。すなわち、情報処理装置1300は、指定情報に基づいて、第2の光音響画像データの付帯情報を、記憶装置1200から読み出すことにより取得する。
情報処理装置1300は、種別情報と第1及び第2の光音響画像データの付帯情報とに基づいて、種別情報が示す種別の合成画像データを算出するのに適した光音響画像データの組み合わせであるのかを決定する。すなわち、情報処理装置1300は、合成画像データに対する第1及び第2の光音響画像データの組み合わせの適合度を取得する。なお、情報処理装置1300は、2つの光音響画像データが選択された時点で適合度の計算を開始してもよいし、表示装置1400に表示された適合度の計算を開始するアイコンが選択してから適合度の計算を開始してもよい。
機合成画像データ算出手段としての情報処理装置1300は、指定された第1及び第2の光音響画像データの組み合わせの適合度が高い場合に、第1及び第2の光音響画像データを用いて、合成画像データを算出し、生成する。すなわち、情報処理装置1300は、指定された第1及び第2の光音響画像データが合成画像データの算出に適していると判断した場合、合成画像データを算出し、生成する。情報処理装置1300は、ユーザーによって指定された第1及び第2の光音響画像データを用いて、合成画像データを算出する。なお、情報処理装置1300は適合度を示す情報を表示装置1400に送信し、第1及び第2の光音響画像データの組み合わせが合成画像データの算出に適している旨を表示装置1400に表示させてもよい。情報処理装置1300は、適合度に基づいた表示がなされた後のユーザーからの指示に基づいて、合成画像データの算出処理を開始してもよい。これにより、ユーザーは画像データの組み合わせの適合度を確認し、問題ないと判断したときに算出処理の開始の指示を行うことができる。なお、S400で合成画像データの算出に適した光音響画像データの組み合わせが一つしかなかった場合、情報処理装置1300は、S500-S1100を実行しなくてもよい。この場合、情報処理装置1300は、S400で決定された組み合わせに対応する光音響画像データを用いて合成画像データを算出してもよい。また、情報処理装置1300は、算出された合成画像データを記憶装置1200に出力し、記憶させてもよい。また、情報処理装置1300は、算出された合成画像データを表示装置1400に出力し、合成画像データに基づいた画像を表示させてもよい。
光照射部110は、光を発する光源111と、光源111から射出された光を被検体100へ導く光学系112とを含む。なお、光は、いわゆる矩形波、三角波などのパルス光を含む。
受信部120は、音響波を受信することにより電気信号を出力するトランスデューサ121と、トランスデューサ121を支持する支持体122とを含む。また、トランスデューサ121は、音響波を送信する送信手段としてもよい。受信手段としてのトランスデューサと送信手段としてのトランスデューサとは、単一(共通)のトランスデューサでもよいし、別々の構成であってもよい。
駆動部130は、被検体100と受信部120との相対位置を変更する部分である。駆動部130は、駆動力を発生させるステッピングモータなどのモータと、駆動力を伝達させる駆動機構と、受信部120の位置情報を検出する位置センサとを含む。駆動機構としては、リードスクリュー機構、リンク機構、ギア機構、油圧機構、などを用いることができる。また、位置センサとしては、エンコーダー、可変抵抗器、リニアスケール、磁気センサ、赤外線センサ、超音波センサなどを用いたポテンショメータなどを用いることができる。
信号収集部140は、トランスデューサ121から出力されたアナログ信号である電気信号を増幅するアンプと、アンプから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器とを含む。信号収集部140から出力されるデジタル信号は、コンピュータ150内の記憶部152に記憶される。信号収集部140は、Data Acquisition System(DAS)とも呼ばれる。本明細書において電気信号は、アナログ信号もデジタル信号も含む概念である。なお、フォトダイオードなどの光検出センサが、光照射部110から光射出を検出し、信号収集部140がこの検出結果をトリガーに同期して上記処理を開始してもよい。
コンピュータ150は、情報処理装置1300と同様のハードウェアで構成されている。すなわち、コンピュータ150の演算機能を担うユニットは、CPUやGPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサ、FPGA(FieldProgrammable Gate Array)チップ等の演算回路で構成されることができる。これらのユニットは、単一のプロセッサや演算回路から構成されるだけでなく、複数のプロセッサや演算回路から構成されていてもよい。
表示部160は、液晶ディスプレイや有機EL(Electro Luminescence)などのディスプレイである。また、表示部160は、画像や装置を操作するためのGUIを表示してもよい。
入力部170としては、ユーザーが操作可能な、マウスやキーボードなどで構成される操作コンソールを採用することができる。また、表示部160をタッチパネルで構成し、表示部160を入力部170として利用してもよい。
被検体100は光音響装置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目的として使用できる。よって、被検体100としては、生体、具体的には人体や動物の乳房や各臓器、血管網、頭部、頸部、腹部、手指または足指を含む四肢などの診断の対象部位が想定される。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などを光吸収体の対象としてもよい。また、頸動脈壁のプラークなどを光吸収体の対象としてもよい。また、皮膚等に含まれるメラニン、コラーゲン、脂質などを光吸収体の対象としてもよい。また、メチレンブルー(MB)、インドシニアングリーン(ICG)などの色素、金微粒子、またはそれらを集積あるいは化学的に修飾した外部から導入した物質を光吸収体としてもよい。また、生体を模したファントムを被検体100としてもよい。
次に、光音響装置1100が行う光音響画像データの生成の各工程を、図11を参照して説明する。
ユーザーが、被検体情報の取得のために必要な光照射部110の照射条件(繰り返し周波数や波長など)やプローブ180の位置などの制御パラメータを、入力部170を用いて指定する。コンピュータ150は、ユーザーの指示に基づいて決定された制御パラメータを設定する。
制御部153が、S110で指定された制御パラメータに基づいて、駆動部130にプローブ180を指定の位置へ移動させる。S110において複数位置での撮影が指定された場合には、駆動部130は、まずプローブ180を最初の指定位置へ移動させる。なお、駆動部130は、測定の開始指示がなされたときに、あらかじめプログラムされた位置にプローブ180を移動させてもよい。
光照射部110は、S110で指定された制御パラメータに基づいて、被検体100に光を照射する。
信号収集部140は、光照射部110から送信された同期信号を受信すると、信号収集の動作を開始する。すなわち、信号収集部140は、受信部120から出力された、音響波に由来するアナログ電気信号を、増幅・AD変換することにより、増幅されたデジタル電気信号を生成し、コンピュータ150へ出力する。コンピュータ150は、信号収集部140から送信された信号を記憶部152に保存する。S110で複数の走査位置での撮影を指定した場合には、指定した走査位置において、S120-S140のステップを繰り返し実行し、パルス光の照射と音響波に由来するデジタル信号の生成を繰り返す。なお、コンピュータ150は、発光をトリガーとして、発光時の受信部120の位置情報を駆動部130の位置センサからの出力に基づいて取得し、記憶してもよい。
画像生成手段としてのコンピュータ150の演算部151は、記憶部152に記憶された信号データに基づいて、光音響画像データを生成する。コンピュータ150は、生成された光音響画像データを記憶装置1200に出力し、記憶させる。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (18)
- 光音響画像データ群のうち、ユーザーの指示に基づいて指定された複数の光音響画像データにおける測定波長を表す情報を含む付帯情報を取得する付帯情報取得手段と、
算出対象の合成画像データの種別を示す種別情報を取得する種別情報取得手段と、
前記複数の光音響画像データに対応する複数の測定波長の組み合わせと、前記種別情報が示す種別の前記合成画像データの算出との適合度を、前記付帯情報と前記種別情報とに基づいて取得する適合度取得手段と、
を有し、
前記適合度取得手段は、複数の種別のそれぞれと、当該複数の種別のそれぞれの算出に適した光音響画像データの条件との関係を示したテーブルを参照して、前記適合度を取得することを特徴とする情報処理装置。 - 前記付帯情報は、測定波長、画像種別、撮影日時、及び患者情報の少なくとも一つを表す情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記種別情報取得手段は、複数の種別の合成画像データのうち、ユーザーの指示に基づいて指定された前記合成画像データの種別を示す前記種別情報を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置。
- 前記適合度が所定の条件を満たすときに、ユーザーの指示に基づいて指定された前記複数の光音響画像データを用いて、前記種別情報が示す前記合成画像データを算出する合成画像データ算出手段と、
前記適合度が所定の条件を満たさないときに、前記適合度に基づいた情報を表示手段に表示させる表示制御手段と、を更に有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 光音響画像データ群のうち、ユーザーの指示に基づいて指定された第1の光音響画像データを表す指定情報を取得する指定情報取得手段と、
前記光音響画像データ群における測定波長を表す情報を含む付帯情報を取得する付帯情報取得手段と、
算出対象の合成画像データの種別を示す種別情報を取得する種別情報取得手段と、
前記光音響画像データ群のうち、前記種別情報が示す前記合成画像データの算出に適し、かつ、前記指定情報が示す前記第1の光音響画像データに対応する測定波長に対して、前記合成画像データの算出に適した測定波長の照射光によって撮影された第2の光音響画像データを前記付帯情報に基づいて決定し、前記第2の光音響画像データを識別できる情報を表示手段に表示させる表示制御手段と、を有し、
前記表示制御手段は、複数の種別のそれぞれと、当該複数の種別のそれぞれの算出に適した光音響画像データの条件との関係を示したテーブルを参照して、前記第2の光音響画像データを決定することを特徴とする情報処理装置。 - 前記付帯情報は、測定波長、画像種別、撮影日時、及び患者情報の少なくとも一つを表す情報を含むことを特徴とする請求項5に記載の情報処理装置。
- 前記種別情報取得手段は、複数の種別の合成画像データのうち、ユーザーの指示に基づいて指定された前記合成画像データの種別を示す前記種別情報を取得することを特徴とする請求項5又は6に記載の情報処理装置。
- 前記表示制御手段は、
前記光音響画像データ群を示すアイテム群を前記表示手段に表示させ、
アイテム群のうち、前記第2の光音響画像データを示すアイテムを識別できるように、前記アイテム群の表示態様を決定し、前記第2の光音響画像データを識別できる情報として、前記アイテム群を前記表示態様で前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 光音響画像データ群における測定波長を表す情報を含む付帯情報を取得する付帯情報取得手段と、
算出対象の合成画像データの種別を表す種別情報を取得する種別情報取得手段と、
前記付帯情報及び前記光音響画像データ群のうち、前記種別情報の示す種別の前記合成画像データの算出に適した測定波長の組み合わせに対応する光音響画像データの組み合わせを前記付帯情報に基づいて決定し、当該組み合わせを示す情報を表示手段に表示させる表示制御手段と、を有し、
前記表示制御手段は、複数の種別のそれぞれと、当該複数の種別のそれぞれの算出に適した光音響画像データの条件との関係を示したテーブルを参照して、前記光音響画像データの組み合わせを決定することを特徴とする情報処理装置。 - 前記付帯情報は、測定波長、画像種別、撮影日時、及び患者情報の少なくとも一つを表す情報を含むことを特徴とする請求項9に記載の情報処理装置。
- 前記種別情報取得手段は、複数の種別の合成画像データのうち、ユーザーの指示に基づいて指定された前記合成画像データの種別を示す前記種別情報を取得することを特徴とする請求項9又は10に記載の情報処理装置。
- 前記表示制御手段は、
前記光音響画像データ群を示すアイテム群を前記表示手段に表示させ、
前記アイテム群のうち、前記種別情報の示す種別の前記合成画像データの算出に適した前記光音響画像データの組み合わせに対応する複数のアイテムを識別できるように、前記アイテム群の表示態様を決定することを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記表示制御手段は、前記光音響画像データ群から、前記種別情報の示す種別の前記合成画像データの算出に適した前記光音響画像データの複数の組み合わせを決定することを特徴とする請求項9から12のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記付帯情報取得手段は、前記付帯情報として患者情報を取得し、
前記表示制御手段は、前記患者情報に対応する光音響画像データの組み合わせにより算出可能な合成画像データの種別を識別できるように前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項9から13のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 光音響画像データ群のうち、ユーザーの指示に基づいて指定された複数の光音響画像データにおける測定波長を表す情報を含む付帯情報を取得し、
算出対象の合成画像データの種別を示す種別情報を取得し、
前記複数の光音響画像データに対応する複数の測定波長の組み合わせと、前記種別情報が示す種別の前記合成画像データの算出との適合度を、前記付帯情報と前記種別情報とに基づいて取得する情報処理方法であって、
合成画像データの複数の種別のそれぞれと、当該複数の種別のそれぞれの算出に適した光音響画像データの条件との関係を示したテーブルを参照して、前記適合度を取得することを特徴とする情報処理方法。 - 光音響画像データ群における測定波長を表す情報を含む付帯情報を取得し、
前記光音響画像データ群のうち、ユーザーの指示に基づいて指定された第1の光音響画像データを示す指定情報を取得し、
算出対象の合成画像データの種別を示す種別情報を取得し、
前記光音響画像データ群のうち、前記種別情報が示す前記合成画像データの算出に適し、かつ、前記指定情報が示す前記第1の光音響画像データに対応する測定波長に対して、前記合成画像データの算出に適した測定波長の照射光によって撮影された第2の光音響画像データを前記付帯情報に基づいて決定し、
前記第2の光音響画像データを識別できる情報を表示手段に表示させる情報処理方法であって、
合成画像データの複数の種別のそれぞれと、当該複数の種別のそれぞれの算出に適した光音響画像データの条件との関係を示したテーブルを参照して、前記第2の光音響画像データを決定することを特徴とする情報処理方法。 - 光音響画像データ群における測定波長を表す情報を含む付帯情報を取得し、
算出対象の合成画像データの種別を表す種別情報を取得し、
前記光音響画像データ群のうち、前記種別情報の示す種別の前記合成画像データの算出に適した測定波長の組み合わせに対応する光音響画像データの組み合わせを前記付帯情報に基づいて決定し、
前記組み合わせを示す情報を表示手段に表示させる情報処理方法であって、
合成画像データの複数の種別のそれぞれと、当該複数の種別のそれぞれの算出に適した光音響画像データの条件との関係を示したテーブルを参照して、前記組み合わせを決定することを特徴とする情報処理方法。 - 請求項15から17のいずれか1項に記載の情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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