(57)【要約】【課題】  本発明は、使用者に光学治療の進捗を把握できる情報を提供する情報処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係る情報処理装置は、被検体に治療光を照射する光学治療の支援を行う情報処理装置であって、被検体に励起光を照射することにより発生する光音響波の受信信号に基づいて、光学治療の進捗を示す情報を生成する進捗情報生成手段と、光学治療の進捗を示す情報に基づいて、通知手段によって光学治療の進捗を通知させる通知制御手段とを有する。【選択図】  図１
2020081031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に治療光を照射する光学治療の支援を行う情報処理装置であって、
前記被検体に励起光を照射することにより発生する光音響波の受信信号に基づいて、前記光学治療の進捗を示す情報を生成する進捗情報生成手段と、
前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、通知手段によって前記光学治療の進捗を通知させる通知制御手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記進捗情報生成手段は、前記光学治療の進捗を示す情報として前記光学治療の完了を示す情報を生成し、
前記通知制御手段は、前記通知手段によって前記光学治療の完了を通知させる
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記進捗情報生成手段は、前記光音響波の受信信号が所定の条件を満たす場合に、前記光学治療の完了を示す情報を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記進捗情報生成手段は、前記光音響波の受信信号の低周波成分の信号強度が所定の閾値を超えた場合に、前記光学治療の完了を示す情報を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記進捗情報生成手段は、前記光音響波の受信信号の高周波成分の強度が所定の閾値を下回った場合に、前記光学治療の完了を示す情報を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記進捗情報生成手段は、前記光音響波の受信信号の強度が所定の閾値を下回る場合に、前記光学治療の完了を示す情報を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記被検体に対する光学治療の履歴を示す情報を取得する履歴情報取得手段を有し、
前記進捗情報生成手段は、前記光学治療の履歴を示す情報に基づいて、前記所定の閾値を設定する
ことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記進捗情報生成手段は、前記治療光の照射前に実行された前記励起光の照射によって発生する前記光音響波の受信信号の強度に基づいて、前記所定の閾値を設定する
ことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記進捗情報生成手段は、前記光学治療の進捗を示す情報として前記光学治療の完了予定のタイミングを示す情報を生成し、
前記通知制御手段は、前記通知手段によって前記光学治療の完了予定のタイミングまでの時間を通知させる
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記進捗情報生成手段は、前記励起光の複数回の照射によって得られた、前記複数回の照射のそれぞれに対応する光音響波の受信信号と、前記励起光の照射の周期とに基づいて、前記光学治療の完了予定のタイミングまでの時間を示す情報を生成する
ことを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記進捗情報生成手段は、
前記光音響波の受信信号を用いた画像再構成処理を実行することにより光音響画像を生成し、
前記光音響画像に基づいて、前記被検体内の光吸収体の粒度を示す情報を生成し、
前記粒度を示す情報に基づいて、前記光学治療の進捗を示す情報を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
被検体に治療光を照射して光学治療を行う第１光照射手段と、
前記被検体に励起光を照射する第２光照射手段と、
前記被検体への前記励起光の照射により発生する光音響波を受信し、光音響信号を出力する受信手段と、
前記光音響信号に基づいて、前記光学治療の進捗を示す情報を生成する処理手段と、
を有し、
前記処理手段は、前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、通知手段によって前記光学治療の進捗を通知させる
ことを特徴とする治療装置。
【請求項１３】
前記第１光照射手段と前記第２光照射手段とは、共通の光源を有し、
前記共通の光源は、前記治療光と前記励起光とを発生する
ことを特徴とする請求項１２に記載の治療装置。
【請求項１４】
前記第１光照射手段の光射出部と、前記通知手段としての発光手段とを含む、使用者が把持可能な筐体を有し、
前記処理手段は、前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、前記発光手段の発光を制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載の治療装置。
【請求項１５】
前記第１光照射手段の光射出部と、前記通知手段としての振動手段とを含む、使用者が把持可能な筐体を有し、
前記処理手段は、前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、前記振動手段の振動を制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載の治療装置。
【請求項１６】
前記第１光照射手段の光射出部と、前記通知手段としての音発生手段とを含む、使用者が把持可能な筐体を有し、
前記処理手段は、前記光学治療の進捗を示す情報に基づいて、前記音発生手段が発する音を制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載の治療装置。
【請求項１７】
被検体に治療光を照射する光学治療の進捗を通知する通知方法であって、
前記被検体に励起光を照射することにより発生する光音響波の受信信号に基づいて、前記光学治療の進捗を示す情報を生成し、
前記治療の進捗を示す情報に基づいて、通知手段によって前記光学治療の進捗を通知させる
ことを特徴とする通知方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の通知方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射による光学治療を支援する情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野で、光照射によりほくろやシミの除去、脱毛などの治療を行う光学治療が提案されている。特許文献１には、母斑、皮膚腫瘍、血管腫などの病変組織の治療のために、病変組織にレーザを照射するレーザー治療装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−０３０６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光学治療において光照射の過不足が生じると、治療効果が低下してしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、使用者に光学治療の進捗を把握できる情報を提供する情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る情報処理装置は、被検体に治療光を照射する光学治療の支援を行う情報処理装置であって、被検体に光音響波の励起用の励起光を照射することにより発生する光音響波の受信信号に基づいて、光学治療の進捗を示す情報を生成する進捗情報生成手段と、光学治療の進捗を示す情報に基づいて、光学治療の進捗を通知手段に通知させる通知制御手段とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る情報処理装置によれば、使用者に光学治療の進捗を把握できる情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一または第三の実施形態に係る治療装置のブロック図
【図２】第一の実施形態における光音響信号データを示す図
【図３】第一または第三の実施形態における治療装置の動作フローチャート
【図４】第一の実施形態に係る治療装置の一部の模式図
【図５】第二の実施形態に係る治療装置のブロック図
【図６】第二の実施形態における治療装置の動作フローチャート
【図７】第二の実施形態におけるディスプレイ画面を示す図
【図８】第三の実施形態における光音響信号データの周波数成分を示す図
【図９】第三の実施形態におけるディスプレイ画面を示す図
【図１０】情報処理部およびその周辺機器の具体例のブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状及びそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【００１０】
＜第１実施形態＞
光学治療において、使用者は目視では被検体内部の治療対象部位の状態を把握しにくいため、光学治療の適切な完了タイミングを把握することは困難である。その結果、光照射の過不足が生じると再発やダウンタイムの長期化などの治療効果の低下につながる可能性がある。本実施形態は、被検体から発生した光音響波の受信信号を解析することにより光学治療の進捗を把握する装置に関するものである。
【００１１】
図１は本実施形態に係る治療装置を示すブロック構成図である。図１に示す治療装置は、光源１０１、筐体１０３、光伝送部１０４、音響センサ１０５、情報処理部１０６、通知部１０７、電源部１０８、および信号データ生成部１０９を備える。使用者が把持可能な筐体１０３は、光伝送部１０４、音響センサ１０５、信号データ生成部１０９、情報処理部１０６、通知部１０７、および電源部１０８を格納している。
【００１２】
光源１０１は、治療用の治療光としての光を発する。また、光源１０１は、光音響波の励起用の励起光としての光を発生する。治療光は、光照射による治療に用いられる光の条件を満たすことが望ましい。光音響波の励起光としては、熱閉じ込め条件と応力閉じ込め条件を満たすパルス光であることが望ましい。例えば、効率的な光音響波の発生のために励起光としてのパルス光のハルス幅はナノ秒オーダーであってもよい。例えば、光源１０１には、ＹＡＧレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザなどのレーザ、ＬＤ、ＬＥＤを採用することができる。使用者が治療装置のユーザインターフェースを操作することにより、照射光量、周波数、波長などの照射パラメータを設定可能になっていてもよい。また、治療装置が、照射を開始、停止させるための制御用のインタフェースも備えていてもよい。また、光源１０１には、パルス光以外にガイド光として目視可能な強度の連続光を発生させることができる光源も含まれていてもよい。ガイド用の光源としてはヘリウムネオンレーザ、半導体レーザ、ＬＥＤなどが用いられる。被検体１０２上でのガイド光と治療光の照射位置は略一致しており、使用者はガイド光を被検体上の治療対象部位に合わせてから治療光を照射する。なお、治療光を発する光源と、光音響波の励起光を発する光源とは、本実施形態のように単一の光源で構成されていてもよいし、別々の光源で構成されていてもよい。単一の光源が治療光と励起光の両方を発することにより、光源に要するコストを低下させることができる。
【００１３】
被検体１０２は光学治療装置の治療対象であり、被検者の体の一部である。治療対象部位は、被検者の皮膚であるが、特に、皮膚のほくろ、しみ、あざ、毛根などが挙げられる。被検体１０２に励起光を照射すると、治療対象１０２に含まれるメラニン、あるいはヘモグロビンなどの光吸収体が励起光を吸収して、光音響波が発生する。
【００１４】
筐体１０３は、光伝送部１０４、音響センサ１０５、信号データ生成部１０９、情報処理部１０６、通知部１０７、および電源部１０８を格納する。筐体１０３は使用者が把持可能に構成されている。使用者が筐体１０３を把持し、筐体１０３の位置を被検体１０２に対して規定することにより、光伝送部１０４の出射端と音響センサ１０５の受信面、および被検体１０２の位置関係を規定することができる。これにより、被検体１０２の所望の位置に光を照射でき、かつ、被検体１０２の所望の位置からの光音響波を音響センサ１０５で受信することができる。このために、筐体１０３は、少なくとも音響センサ１０５と、光伝送部１０４の光射出部とを格納していればよい。
【００１５】
光伝送部１０４は、光源１０１からの光を被検体１０２に導光する。光伝送部１０４は、ビームを適切な大きさに拡大あるいは縮小するための光学系を備えていてもよい。なお、被検体に所望の光を照射できる限り、光伝送部１０４はいかなる構成であってもよい。また、光源１０１から直接被検体１０２へ光を照射する場合、光伝送部１０４は不要である。
【００１６】
なお、光音響波の励起用の励起光を被検体１０２に照射するための光源１０１および光伝送部１０４を総称して第１光照射手段と呼ぶ。一方、光学治療のための治療光を被検体１０２に照射するための光源１０１および光伝送部１０４を総称して第２光照射手段と呼ぶ。なお、第１光照射手段および第２光照射手段は、本実施形態のように共通の光源および光伝送部から構成されていてもよいし、それぞれの光照射手段が異なる光源及び光伝送部を有していてもよい。また、各光照射手段は、共通の光源を有し、異なる光伝送部を有していてもよい。
【００１７】
受信手段としての音響センサ１０５は光音響波を受信し、電気信号に変換する音響センサである。本明細書において、受信部としての音響センサ１０５から出力された電気信号としての光音響波の受信信号を、光音響信号とも呼ぶ。音響センサ１０５には、ピエゾ素子あるいはＣＭＵＴなどの電気機械変換素子を採用することができる。また、音響センサ１０５には、非接触で音響波を検出できる光学式電気機械変換素子を採用することができる。
【００１８】
信号データ生成部１０９は音響センサ１０５からの光音響信号を受信し、増幅、Ａ／Ｄ変換、デジタル信号処理を行う回路ブロックである。信号データ生成部１０９の行うデジタル信号処理としては、ノイズ除去のためのフィルタ処理や、音響センサの周波数応答補正処理を行う。デジタル信号処理後の光音響信号データはメモリに保存される。信号データ生成部１０９は、増幅回路、Ａ／Ｄ変換器、ＦＰＧＡ、メモリ、マイクロプロセッサなどから構成される。
【００１９】
本実施形態では、例えば、信号データ生成部１０９のＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数５００ＭＨｚとする。そして信号データ生成部１０９は、パルス光の発光から１０μｓの期間のデータをメモリに保存する。被検体内部の音速を１５００ｍ／ｓとすると、１０μｓの間に１５ｍｍまでの深さからの光音響信号を保存することができる。信号データ生成部１０９は、発光タイミングを検出するために不図示の光センサを備える。そして、光センサが発光タイミングを検出したタイミングから１０μｓの期間のデータをサンプリングし内部のメモリに保存する。
【００２０】
情報処理装置としての情報処理部１０６はメモリに保存された光音響信号データに対して、治療の進捗に関する情報を生成する処理を行う。
【００２１】
通知部１０７は、情報処理部１０６で生成された治療の進捗に関する情報を使用者に通知するものである。情報処理部１０６は、通知部１０７による通知を制御する通知制御手段に相当する。例えば、通知部１０７は、ＬＥＤなどの発光手段で構成される。情報処理部１０６内のマイクロプロセッサは、治療完了などの治療の進捗に応じて、通知部１０７と通信を行い、ＬＥＤを点灯させる、あるいはＬＥＤの色を変える制御を行う。また、通知部１０７として複数のＬＥＤを採用し、治療の進捗に応じてＬＥＤの点灯数を変更させてもよい。なお、ここでは発光手段としてＬＥＤの例を示したが、光により使用者に結果を通知するものならばどのようなものでも構わない。光学治療中は使用者がレーザ光から眼を保護するために保護眼鏡をかけている場合がある。ＬＥＤは保護眼鏡をかけた状態でも視認しやすい色を使用する。
【００２２】
また、通知部１０７として音を発する音発生手段を採用してもよい。例えば、通知部１０７としてスピーカを設け、治療完了時に音を出すことにより治療完了を使用者に通知してもよい。音を使用することにより、保護眼鏡をかけた状態で治療中にＬＥＤを見なくても治療完了タイミングを知ることができ、使用者の作業性が向上する。
【００２３】
また、通知部１０７としてバイブレータ（振動手段）を採用してもよい。情報処理部１０６は、治療の進捗に応じた振動をバイブレータに実行させる。例えば、治療完了時に、使用者が把持する部分に振動を出すことにより治療完了を使用者に通知してもよい。振動を使用することにより、保護眼鏡をかけた状態で治療中にＬＥＤを見なくても治療完了を知ることができる。また、治療時には高圧電源やファンなどからの音が大きいことが想定されるため、音による通知では聞き漏らす恐れがある。その場合も、通知方法として振動を使用すれば、騒音が大きい場合にも治療完了タイミングを把握することができる。
【００２４】
また、通知部１０７は、光音響信号データの強度自体を使用者に通知してもよい。この場合、情報処理部１０６は光音響信号データに基づいて治療の進捗を示す情報を生成しなくてもよい。例えば、通知部１０７として複数のＬＥＤを採用し、光音響信号データの強度に応じて点灯するＬＥＤの数を変更させることにより、使用者に通知してもよい。使用者は光音響信号の強度の低下を確認しながら光学治療を行うことができるので、正しく照射されているか、あとどのくらいの照射が必要かについて、見通しよく治療を行うことができる。
【００２５】
符号１０８は情報処理部１０６、通知部１０７、信号データ生成部１０９の電源である。電源部１０８には小型の電池等を用いることができる。
【００２６】
図１０は、本実施形態に係る情報処理部１０６の具体的な構成例を示す。本実施形態に係る情報処理部１０６は、ＣＰＵ１３１０、ＧＰＵ１３２０、ＲＡＭ１３３０、ＲＯＭ１３４０、外部記憶装置１３５０から構成される。また、情報処理部１０６には、通知手段としての液晶ディスプレイ１４１０、入力手段としてのマウス１５１０、キーボード１５２０が接続されている。さらに、情報処理部１０６は、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの記憶装置としての画像サーバ１２１０と接続されている。これにより、画像データを画像サーバ１２１０上に保存したり、画像サーバ１２１０上の画像データを液晶ディスプレイ１４１０に表示したりすることができる。
【００２７】
図３は、本実施形態に係る治療装置の動作フローを示すフローチャートである。
【００２８】
ステップＳ３０１にて、設定手段としての情報処理部１０６は、被検体１０２の治療内容に応じた光照射パラメータを設定する。光照射パラメータには照射光の光量、周波数、波長、照射時間などの情報を含む。使用者は光源１０１のインタフェースを操作し、光照射パラメータを指示してもよい。また、情報処理部１０６は、治療回数情報、治療内容、光源の種類などの治療条件を設定する。治療条件は、使用者によって手動で指定されてもよいし、情報処理部１０６により自動で設定されてもよい。また、情報処理部１０６は、治療条件に応じて光照射パラメータを自動で設定してもよい。
【００２９】
続いてステップＳ３０２にて、治療装置は被検体１０２へ光照射を行う。使用者は被検体１０２に音響マッチング用のジェル等を塗布し、光伝送部１０４および音響センサ１０５の前面に位置決めする。続いて使用者は光源１０１のインタフェースを操作し、レーザ照射開始指示を行う。光音響波を音響センサまで効率よく伝搬させるためには使用者は音響センサ１０５と被検体１０２に音響的に密着させる必要がある。なお、音響センサ１０５が被検体１０２と非接触で音響波を検出できる構成であれば、音響センサ１０５と被検体１０２との間での音響マッチングは不要である。
【００３０】
続いてステップＳ３０３にて、光源１０１は使用者からの制御指示を確認する。照射開始指示が行われている場合にはステップＳ３０４に進む。レーザ停止指示が行われている場合にはステップＳ３０８に進む。何も指示が行われていない場合には、使用者が制御指示を行うまで治療装置は待機する。
【００３１】
続いてステップＳ３０４にて、光源１０１は、ステップＳ３０１で設定された照射パラメータに基づいて治療光を発生し、光伝送部１０４を介して被検体１０２に照射する。
【００３２】
続いてステップＳ３０５にて、光源１０１は、光音響波の励起光を発生し、光伝送部１０４を介して被検体１０２に照射する。被検体１０２内部の光吸収部位にてパルス光が吸収され、光音響波が発生する。なお、治療光と励起光とが共通の光である場合、ステップＳ３０４とステップＳ３０５とは同時に実行されることとなる。また、治療光の１回の照射に対して励起光を１回照射してもよいし、治療光を複数回照射した後に励起光を照射してもよい。治療光を何回照射した後に励起光を照射するかについては、使用者が回数を指示する方法や、情報処理部１０６が治療条件に基づいて回数を決定する方法を採用することができる。
【００３３】
続いてステップＳ３０６にて、音響センサ１０５は被検体１０２から発生した光音響ｚ波を受信し、光音響信号を信号データ生成部１０９へ出力する。信号データ生成部１０９は光音響信号を増幅、Ａ／Ｄ変換し、光音響信号データとよばれるデジタルデータをメモリに格納する。
【００３４】
続いてステップＳ３０７にて、進捗情報生成手段としての情報処理部１０６は光音響信号データを解析し、治療の進捗を示す情報を生成する。例えば、情報処理部１０６は、光音響信号データに基づいて、治療を終了すべきか否かを判定する。そして、情報処理部１０６は、治療を終了すべきと判定した場合、治療の進捗を示す情報として治療の完了を示す情報を生成する。情報処理部１０６は、光音響信号データが所定の条件を満たす場合に光学治療の完了を示す情報を生成する。各実施形態における所定の条件については後述する。
【００３５】
光学治療において被検体１０２に光を繰り返し照射していくと、治療部位のメラニン粒子が光によって消失あるいは粉砕されるといわれている。その結果、治療が進むにつれて、治療部位から発せられる光音響波の強度が徐々に低下していくことが想定される。
【００３６】
図２（ａ）は、治療開始直後の１回の光照射により信号データ生成部１０９によって生成された光音響信号データの例である。横軸に光照射からの経過時間、縦軸に光音響信号データの強度を示す。符号２０１は光照射によって音響センサ表面で生じる光音響波の受信信号である。一方、符号２０２は被検体１０２内部の治療対象部位（例えば、メラニン粒子を含むほくろやしみ）から生じる光音響波の受信信号である。
【００３７】
図２（ｂ）は、治療光を複数回照射し、治療が進んだ段階での１回のレーザ照射により信号データ生成部１０９によって生成された光音響信号データの例である。横軸にレーザ照射からの経過時間、縦軸に光音響信号データの強度を示す。符号２０３は音響センサ表面で生じる光音響波の受信信号である。一方、符号２０４は被検体１０２内部の治療対象部位から生じる光音響波の受信信号である。音響センサ表面で生じる光音響波の受信信号２０１および２０３は、治療が進んだとしてもほぼ変化がない。一方、治療対象部位から生じる光音響波の受信信号２０２および２０４は、治療が進んだ受信信号２０４のほうが、強度が小さい値になっている。これは被検体内部の光吸収部位であるメラニン粒子がレーザ照射によって分解、消失し、治療対象部位での励起光の吸収量が少なくなるためである。情報処理部１０６での光音響信号データの解析においては、音響センサで生じる光音響波の受信信号２０１、２０３は解析対象外とし、治療対象部位で生じる光音響波の受信信号２０２、２０４を解析対象とする。例えば、情報処理部１０６は、光照射から一定時間後の光音響信号データのうち、強度が最も高くなる信号データを解析対象とする。例えば、解析対象の信号を探索する期間は、光照射タイミングから、音響センサと被検体との距離を光音響波の音速で除算した値（時間）だけ経過した後の期間としてもよい。このほか、時間信号である光音響信号データから治療対象部位で生じる光音響波の受信信号を抽出し、解析対象とできる限り、いかなる方法で信号抽出してもよい。
【００３８】
図２（ｃ）は、治療対象部位で生じる光音響波の受信信号の強度の光照射毎の時間変化を表す。横軸は光照射の順序数（何回目の光照射であるかを示す値）、縦軸は治療対象部位からの光音響波の受信信号の強度を表す。符号２０５および２０６は、信号強度に対する閾値である。符号２０７は、情報処理部１０６が、治療完了と判定した時間である。光照射の繰り返し周波数を１Ｈｚとすると、１秒周期で信号強度のピーク値がメモリに保存される。図２（ｃ）はこのピーク値を棒グラフで示したものである。光音響信号データの強度が照射回数が増える（治療が経過する）につれて低下していき、閾値２０５を下回った時に治療完了と判定される。この閾値２０５は予め固定された値でもよいし、使用者が入力手段を操作して閾値２０５を指示してもよい。また、情報処理部１０６が治療開始直後の光音響波の受信信号の強度に基づいて、治療完了の閾値２０５としてもよい。例えば、治療開始直後の光音響波とは、１回目から１０回目のいずれかの光照射によって発生する光音響波のことである。不要な光照射を行わないようにするために、情報処理部１０６が、１回目の光照射によって発生する光音響波の受信信号の強度に基づいて、閾値２０５を設定してもよい。例えば、情報処理部１０６は、治療開始直後の光音響信号データの強度の１／１００〜１／３のいずれかを閾値２０５として設定する。また、情報処理部１０６は、治療開始直後の光音響信号データの強度の１／１０〜１／５のいずれかを閾値２０５として設定する。また、情報処理部１０６は、治療光の照射前に実行された励起光の照射によって得られた光音響信号データの強度に基づいて、同様に閾値を設定してもよい。このように実際に被検体から取得された光音響信号データの強度を基準とすることにより、肌および皮膚組織内部の光の透過率の違いや音響センサ１０５と被検体１０２の間の音響波の伝送効率の違いによる個体差の影響を少なくすることができる。これにより、治療の完了をより精度よく判定することができる。
【００３９】
なお、閾値２０５は、治療条件によって変更されてもよい。情報処理部１０６は、使用者の指示またはカルテ情報に基づいて、治療条件を示す情報を取得することができる。例えば、情報処理部１０６は、治療条件としての治療の順序数（何回目の治療であるか）に応じて閾値２０５を変更してもよい。シミ治療の場合、治療の順序数が少ないとメラニン量が多いと想定されるため、閾値が小さいと１回の治療で多くの光照射が必要となりダウンタイムが長くなってしまう可能性がある。一方、治療の順序数が多いとメラニン量は少ないと想定されるため、閾値が高いと１回の治療における光照射が不十分なまま治療が終了してしまう可能性がある。そこで、情報処理部１０６は、治療の順序数が増えるにつれて、閾値２０５を小さく設定することが好ましい。また、情報処理部１０６は、治療条件としての治療対象部位の種類に応じて閾値２０５を変更してもよい。
【００４０】
また、情報処理部１０６は、光音響信号データの信号強度を解析することにより、残りの治療時間を見積もり、残りの治療時間を示す情報（治療の進捗を示す情報）を生成してもよい。光音響信号データの信号強度の解析により残りの治療時間の推定方法については後述する。
【００４１】
また、音響センサ１０５と被検体１０２が音響的に接触していない場合、被検体内部で発生した光音響波が音響センサ１０５に十分に届かない。これにより光音響信号の強度が小さくなり、閾値２０５以下になるため治療完了と判定される場合がある。これを防ぐために、情報処理部１０６は、閾値２０５よりも低い別の閾値２０６を設定し、治療開始時に閾値２０６よりも低い場合、あるいは治療途中に光音響信号の強度が急変し、閾値２０６以下になった場合には音響センサ２０５の接触不良と判定してもよい。そして、情報処理部１０６は、通知部１０７に接触不良の旨を通知させてもよい。閾値２０６には、事前に測定したノイズレベル相当あるいはノイズレベルと閾値２０５との間の値を設定することが望ましい。
【００４２】
続いてステップＳ３０８にて、情報処理部１０６は通知部１０７に対して指示を出し、治療の進捗を示す情報に基づいて、治療の進捗を使用者に通知する。使用者は通知を受けて、レーザ光照射（治療）を終了すべきかを判断する。使用者が終了すべきと判断した場合には、光源１０１のインタフェースを操作し、照射停止指示を行う。なお、使用者が照射停止指示をしなくても、ステップＳ３０１で指定した照射時間を経過した場合には、自動的に光源内部で照射停止指示を行ってもよい。また、情報処理部１０６から治療の完了を示す情報が通知手段に出力されてから所定の時間が経過しても使用者から照射停止指示が行われなかった場合に、情報処理部１０６が光源に照射停止指示を行ってもよい。
【００４３】
ステップＳ３０９にて、光源１０１は治療光の照射を停止し、被検体１０２上の現在の治療位置に対する治療を終了する。使用者は、ほかに治療すべき個所がある場合には、ステップＳ３０１に戻り、被検体１０２上の次の場所に対する治療を継続する。
【００４４】
図４（ａ）は、本実施形態の治療装置および被検体の様子を示した模式図である。符号４０１は、光源１０１からのパルス光を伝達するための光伝送部１０４の一部としてのバンドルファイバーである。符号４０２は筐体である。筐体４０２には、通知部１０７、電源部１０８、情報処理部１０６、信号データ生成部１０９、光伝送部１０４が格納されている。符号４０３は筐体４０２の先端部分であり、ここから被検体１０２に向けてガイド光およびパルス光が照射される。先端部分４０３に音響センサ１０５、光伝送部１０４の光射出端が格納されている。先端部分４０３の部材の一部または全体を透明部材にするか、あるいは部材の一部を開けておき、使用者がガイド光を視認できるようにしてもよい。
【００４５】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の通知部１０７を拡大したものである。符号４０４は第一のＬＥＤ，符号４０５は第二のＬＥＤである。情報処理部１０６により光音響信号を解析した結果、光学治療を終了すべきと判定した場合には、ＬＥＤ４０４を点灯させる。使用者はＬＥＤ４０４を治療中に確認することにより、光学治療を終了させるべきか否かを知ることができる。情報処理部１０６により光音響信号を解析した結果、音響センサの接触不良と判定した場合にはＬＥＤ４０５を点灯させる。使用者はＬＥＤ４０５を治療中に確認することにより、正しく光音響波を受信できる状態になっているかを確認することができる。
【００４６】
図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す通知部１０７とは別の形態例である。図４（ｃ）では、通知部１０７としての液晶画面上に、光音響信号の強度の時系列の変化を示すグラフ４０６が表示されている。グラフ４０６は、情報処理部１０６が光音響信号データを解析し、光照射毎の光音響信号データのピーク強度を時系列に表示したものである。符号４０７は治療完了を判定するための閾値である。符号４０８は現在までの光照射数である。情報処理部１０６は、光源１０１の発光制御信号をカウントすることにより光照射数４０８を表示してもよい。また、情報処理部１０６は、光音響信号の強度を観測することにより光照射数をカウントし、光照射数４０８を表示してもよい。符号４０９は治療の進捗を表示する文字列である。ステップＳ３０７にて情報処理部１０６が治療完了と判定した場合には治療完了と表示画面に表示させる。一方、情報処理部１０６は治療がまだ完了していないと判定した場合には治療中と表示画面に表示させる。また、音響センサ１０５と被検体１０２の接触が不良と判定した場合には接触不良と表示することができる。図４（ｃ）の例では、治療の進捗が治療中であり、照射回数が１５ショット目であることを示している。また、治療中に光音響波の受信を行う場合、情報処理部１０６は、光音響信号データを受信するたびに光音響信号データを解析し、グラフ４０６をリアルタイムに更新していってもよい。
【００４７】
図４（ｄ）は、通知部１０７の別の形態例である。図４（ｄ）では、通知部１０７としての液晶画面上に治療の進捗を示すインジケータ４１０が表示されている。インジケータ４１０が右端に達したところで治療が完了になることを示している。情報処理部１０６が光音響信号の強度の変化率を算出し、光音響信号の強度が閾値２０５以下になるまでに必要な照射回数を見積もる。そして、情報処理部１０６は、光音響信号データの強度が閾値２０５以下になるまでに必要な照射回数に光の照射の周期を掛けて残りの治療時間を見積もる。すなわち、情報処理部１０６は、光音響信号データに基づいて、光学治療の完了予定のタイミングを示す情報を生成し、この情報に基づいて残りの治療時間を推定する。情報処理部１０６は、治療開始からの経過時間と残りの治療時間とに基づいて、インジケータ４１０を生成する。また、情報処理部１０６は、残りの治療時間を数字４１１として通知部１０７に表示させる。図４（ｄ）の例では３０秒後に治療が完了することを示している。
【００４８】
なお、本実施形態において情報処理部１０６は、光音響信号データを解析して音響センサ１０５と被検体１０２の接触状態を判定していたが、接触状態の判定方法はこれに限らない。例えば、接触状態を確認するための接触センサを筐体に別途設けてもよい。また筐体と被検体の接触状態に応じてガイド光の戻り光の強度が変わることにより、接触状態を判定してもよい。
【００４９】
なお、本実施形態において通知部１０７を筐体４０２に配置したが、通知部の場所はこれに限らない。例えば、通知部１０７を光源１０１のユーザインタフェース上あるいは使用者が見やすい場所に配置し、情報処理部１０６からの情報を通知部１０７にケーブルあるいは無線で転送し、表示してもよい。これにより、通知部１０７の画面の位置、大きさが筐体に制限されずに済み、視認性の向上が期待される。また、通知部１０７としてのＬＥＤが光を被検体１０２上に投影することにより治療の進捗を通知してもよい。これにより、使用者は被検体１０２から視線を移すことなく治療の進捗を知ることができる。
【００５０】
なお、本実施形態において、励起光の発光タイミングを検出するために信号データ生成部１０９が光センサを備える例を用いて説明したが、発光タイミングの検出方法はこの方法に限らない。例えば、信号データ生成部１０９は常時光音響信号をサンプリングしておき、音響センサ表面で生じた光音響波の受信信号２０１の検出をもって発光タイミングとしてもよい。これにより、筐体内部の部品点数を少なくし、装置の小型化、ユーザビリティ向上を図ることができる。
【００５１】
以上説明してきたように本発明の第一の実施形態の治療装置においては、光照射により生じた光音響波の受信信号である光音響信号に基づいて、治療の進捗を示す情報を使用者に通知することができる。例えば、治療を終了すべきかどうかを使用者に通知することができる。これにより、使用者は治療中に適切な治療の完了タイミングを把握でき、照射不足や過度な照射のリスクを低減することができる。
【００５２】
＜第二の実施形態＞
続いて第二の実施形態について説明する。本実施形態においては、治療の進捗を示す情報を生成し、治療進捗を通知する治療支援のための情報処理を治療装置とは別体の超音波診断装置で行う。
【００５３】
図５は、第二の実施形態に係る治療装置のブロック図である。図５に示す治療装置は、光源５０１、光伝送部５０４、発光タイミング検出部５１１、超音波診断装置５０７を備える。超音波診断装置５０７は、使用者が把持可能なプローブ５０３、情報処理部５０６、ユーザインタフェース５１０、および電源部５０８を備える。プローブ５０３は、音響センサ５０５および信号データ生成部５０９を格納し、これらの構成の筐体としての機能を備える。本実施形態に係る、光源５０１、被検体５０２、光伝送部５０４、音響センサ５０５、信号データ生成部５０９、情報処理部５０６について、第一の実施形態と同一の名称の構成については重複する説明は省略し、異なる部分について主に説明する。
【００５４】
光伝送部５０４は、パルス光の一部を分岐し、発光タイミング検出部５１１へ導く分岐光学系を含む。分岐光学系はビームスプリッタ、レンズあるいは、ファイバーカプラ等で構成される。なお、被検体に所望の光を照射できる限り、光伝送部５０４はいかなる構成であってもよい。また、光源５０１から直接被検体５０２へ光を照射する場合、光伝送部５０４は不要である。
【００５５】
プローブ５０３は、ケーブルまたは無線で情報処理部５０６に接続され、信号データ生成部５０９で生成された光音響信号データは情報処理部５０６に送られる。
【００５６】
送信手段としての音響センサ５０５は、外部から電圧をかけることにより、被検体５０２に超音波を送信する機能も備える。なお、本実施形態に係る治療装置は、受信機能を有する音響センサと送信機能を有する音響センサの両方を備えていてもよい。また、音響波の受信および送信の少なくとも一方の機能を有するプローブとしては、超音波診断装置５０７に付属のプローブを用いてもよい。
【００５７】
発光タイミング検出部５１１は励起光の発光タイミングを検出する回路である。例えば、発光タイミング検出部５１１は、フォトダイオード、閾値比較回路、パルス信号生成回路で構成される。フォトダイオードが光伝送部で分岐されたパルス幅１０ｎｓ程度のパルス光を入力し、閾値比較回路が入力光の強度と閾値とを比較し、入力光の強度が閾値よりも高い場合にパルス信号生成回路がパルス幅１００μｓ程度のデジタルパルス信号を出力する。このデジタルパルス信号をトリガ信号と呼ぶ。トリガ信号はケーブルを介して超音波診断装置５０７の信号データ生成部５０９に入力される。発光タイミング検出部５１１の電源は超音波診断装置５０７からケーブルで供給される。
【００５８】
プローブ５０３は、光伝送部５０４、音響センサ５０５、および発光タイミング検出部５１１を格納する。プローブ５０３は使用者が把持可能に構成されている。使用者がプローブ５０３を把持し、プローブ５０３の位置を被検体５０２に対して規定することにより、光伝送部５０４の出射端と音響センサ５０５の受信面、および被検体５０２の位置関係を規定することができる。これにより、被検体５０２の所望の位置に光を照射でき、かつ、被検体５０２の所望の位置からの光音響波を音響センサ５０５で受信することができる。
【００５９】
信号データ生成部５０９は、プローブ５０３に格納されているが、プローブ５０３に設けられてもよい。また、信号データ生成部５０９の一部をプローブ５０３に格納し、その他をプローブ５０３の外部に設けてもよい。例えば、信号データ生成部５０９の担う機能のうち、Ａ／Ｄ変換を行う機能をプローブ５０３に設け、デジタル信号処理を行う機能と、信号データを保存する機能とをプローブ５０３の外部に設けてもよい。
【００６０】
画像生成手段としての情報処理部５０６は、複数回の光照射に対応する１回あるいは複数の光音響信号データを読み出し、画像再構成処理を行い、光音響画像を生成する。情報処理部５０６による画像生成方法については後述する。
【００６１】
入力手段および通知手段としてのユーザインタフェース５１０は、使用者が超音波診断装置の動作条件の設定や動作開始指示を行うとともに、情報処理部５０６が生成した光音響画像を表示したり、治療の進捗を表示したりする。ユーザインタフェース５１０は、ボタンスイッチ、ディスプレイ、キーボード、マウスなどで構成される。使用者は、治療を開始する前に、ユーザインタフェース５１０を介して、被検体情報を入力する。被検体情報としては被験者のＩＤや症例の種類、治療の回数などがある。症例の種類の一例としては、太田母斑、色素性母斑、扁平母斑、老人性色素斑、雀卵斑、などがある。情報処理部５０６で生成した治療の進捗を示す情報もユーザインタフェース５１０のディスプレイに表示される。
【００６２】
電源部５０８は、超音波診断装置５０７に電力を供給する。電源部５０８は商用電源に接続され、信号データ生成部５０９、情報処理部５０６、ユーザインタフェース５１０に対して電力を供給する。また、電源部５０８は、超音波診断装置５０７を介してその他の構成、例えば発光タイミング検出部５１１に電力を供給してもよい。
【００６３】
図６は、第二の実施形態の動作フローを示す。本実施形態においては、ステップＳ３１０において光音響画像を生成し、ステップＳ３０９において光音響画像に基づいて治療の進捗を判定し、治療の進捗を示す情報を生成する。図３に示す工程と同様の工程には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６４】
ステップＳ３１０において、情報処理部５０６が、信号データ生成部５０９によって生成された光音響信号データから光音響画像を生成する。情報処理部５０６が生成する光音響画像は、光エネルギーの吸収量や吸収率を反映している。光音響画像は、光音響波の発生音圧（初期音圧）、光吸収エネルギー密度、及び光吸収係数などの少なくとも１つの被検体情報の空間分布を表す画像である。光音響画像は、２次元の空間分布を表す画像であってもよいし、３次元の空間分布を表す画像（ボリュームデータ）であってもよい。なお、測定対象の立体構造を把握するために、光音響画像は、被検体表面から深さ方向の２次元の空間分布を表す画像または３次元の空間分布を表す画像であってもよい。
【００６５】
また、情報処理部５０６は、複数の波長に対応する複数の光音響画像を用いて被検体の分光画像を生成することができる。本明細書における分光画像は、被検体に互いに異なる複数の波長の光を照射することにより発生した光音響波に基づいた、複数の波長のそれぞれに対応する光音響信号を用いて生成された画像である。なお、分光画像は、複数の波長のそれぞれに対応する光音響信号を用いて生成された、被検体中の特定物質の濃度を示す画像であってもよい。なお、特定物質としては、ヘモグロビン、グルコース、コラーゲン、メラニン、脂肪や水など、被検体を構成する物質が挙げられる。この場合にも、特定物質の光吸収係数スペクトルとは異なる光吸収スペクトルを有する造影剤を選択する必要がある。また、特定物質の種類に応じて、異なる算出方法で分光画像を算出してもよい。
【００６６】
信号データを２次元または３次元の空間分布の光音響画像に変換する再構成アルゴリズムとしては、タイムドメインでの逆投影法やフーリエドメインでの逆投影法などの解析的な再構成法やモデルベース法（繰り返し演算法）を採用することができる。例えば、タイムドメインでの逆投影法として、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）、または整相加算（Ｄｅｌａｙ−ａｎｄ−Ｓｕｍ）などが挙げられる。
【００６７】
情報処理部５０６は、光音響信号データに対して再構成処理することにより、初期音圧分布情報（複数の位置における発生音圧）を光音響画像として生成する。また、情報処理部５０６は、被検体５０２に照射された光の被検体５０２の内部での光フルエンス分布を計算し、初期音圧分布を光フルエンス分布で除算することにより、吸収係数分布情報を光音響画像として取得してもよい。光フルエンス分布の計算手法については、公知の手法を適用することができる。また、情報処理部５０６は、複数の波長の光のそれぞれに対応する光音響画像を生成することができる。具体的には、コンピュータ１５０は、第１波長の光照射により得られた光音響信号データに対して再構成処理を行うことにより、第１波長に対応する第１光音響画像を生成することができる。また、情報処理部５０６は、第２波長の光照射により得られた光音響信号データに対して再構成処理を行うことにより、第２波長に対応する第２光音響画像を生成することができる。このように、情報処理部５０６は、複数の波長の光に対応する複数の光音響画像を生成することができる。なお、３波長以上の光を用いて測定を行った場合も同様に、３波長以上の光のそれぞれに対応する３以上の光音響画像を生成することができる。
【００６８】
ステップＳ３０７において、情報処理部５０６は、光音響画像に基づいて、治療の進捗を示す情報を生成する。例えば、情報処理部５０６は、光音響画像を解析して治療を終了すべきか否かを判定する。第一の実施形態で述べたように、治療が進むにつれて、治療部位から発せられる光音響波の強度が徐々に低下していくことが想定される。そのため、光吸収係数を反映した光音響画像の画像値も、治療が進むにつれて小さくなることが想定される。例えば、治療が進むにつれて画像値が小さくなる光音響画像の例としては、光吸収係数に比例する初期音圧、光吸収エネルギー密度、光吸収係数の分布画像が挙げられる。第一の実施形態と同様に、これらの光音響画像を利用した場合も、情報処理部５０６は、画像値と閾値との比較処理により治療を終了すべきか否かを判定することができる。この閾値は予め固定された値でもよいし、使用者が入力手段を操作して閾値を指示してもよい。また、第一の実施形態と同様に、情報処理部５０６は、光照射が周期的に繰り返される場合の画像値の時間変化と光照射の繰り返し周波数とに基づいて、治療の完了予定のタイミングを見積もることができる。また、情報処理部５０６は、分光画像としての光音響画像の画像値に基づいて治療の進捗を示す情報を生成してもよい。
【００６９】
図７に本実施形態のユーザインタフェース５１０のディスプレイ画面の例を示す。符号８０１は使用者が入力した、被検体５０２の患者ＩＤである。符号８０２は現在までの光学治療の回数である。図７の例では２回目の光学治療であることを示す。符号８０３は被検体５０２の治療の内容を示す。使用者が入力した症例の種類が表示される。符号８０４は光源の種類である。症例の種類によって効果的なレーザの波長が異なる。そこで被検体の照射する光源の種類を合わせて表示する。符号８０５は情報処理部５０６で再構成により生成された光音響画像の画像値の時系列の変化を表すグラフである。治療中に光音響波の受信を行う場合、情報処理部５０６は、光音響信号データを受信するたびに光音響画像を生成し、その光音響画像を解析することにより、グラフ８０５をリアルタイムに更新していってもよい。
【００７０】
第一の実施形態で述べたように、治療が進むにつれて、治療部位から発せられる光音響波の強度が徐々に低下していくことが想定される。そのため、符号８０５に示したように、光吸収係数を反映した光音響画像の画像値も、治療が進むにつれて小さくなることが想定される。なお、情報処理部５０６は、閾値８０６は、使用者が指定した治療回数情報８０２、治療内容８０３、光源の種類８０４に応じて、閾値８０６を決定してもよい。治療内容によって、光源の種類や治療に必要な回数などが異なる場合がある。例えば、１回目の治療では全体の５０％のメラニン粒子を分解し、２回目の治療では全体の２５％のメラニン粒子を分解するというように、段階的に治療を行う場合がある。情報処理部５０６は使用者が入力した治療回数情報８０２、治療内容８０３、光源の種類８０４によって、閾値を変更することで、最適な治療終了判定を行うことができる。第一の実施形態においても、このような閾値の設定を同様に行ってもよい。
【００７１】
符号８０６は治療完了の予測時間である。情報処理部５０６は、信号データ生成部５０９で生成された光音響画像の画像値の変化率から、光音響画像の画像値が閾値８０６以下になるまでに必要な照射回数を見積もる。そして、光音響画像の画像値が閾値８０６以下になるまでに必要な照射回数に光照射の周期を掛けて残りの治療時間を見積もり、治療時間を数字として表示する。なお、情報処理部５０６は、見積もられた治療時間を数字以外の方法（例えばプログレスバーなど）で通知してもよい。図７の例では、３０秒後に治療が完了することを示している。
【００７２】
なお、情報処理部５０６は、治療回数情報、治療内容、光源の種類などの治療条件を示す情報を、患者ＩＤに紐づけてメモリに保存してもよい。これにより、使用者は１回目に治療においては患者ＩＤ、治療回数情報、治療内容、光源の種類などの治療条件を示す情報を入力すれば、２回目以降は患者ＩＤのみを入力するだけでそれに紐づけられた治療条件を示す情報を自動的に設定することができる。情報処理部５０６は、患者ＩＤが入力されると、患者ＩＤと紐づけられた情報を自動的に読み出し、ユーザインタフェース５１０に表示させることができる。すなわち、履歴情報取得手段としての情報処理部５０６は、１回目の治療情報（光学治療の履歴を示す情報）を取得し、この履歴情報に基づいて治療条件を設定することができる。さらに、情報処理部５０６は、履歴情報に基づいて設定された治療条件に基づいて、閾値８０６を設定してもよい。すなわち、情報処理部５０６は、履歴情報に基づいて、閾値８０６を設定してもよい。光音響画像の画像値がこのようにして設定された閾値８０６を下回る場合を、光音響画像が所定の条件を満たす場合としてもよい。また、情報処理部は、第一または後述する第三の実施形態における光音響信号データに対する閾値についても同様に設定してもよい。なお、使用者はユーザインタフェース５１０のキーボードを用いて２回目以降に手動で治療回数情報、治療内容、光源の種類などの治療条件を変更することも可能である。
【００７３】
また、図７には図示していないが、使用者の指示により、ユーザインタフェース５１０に、情報処理部５０６によって再構成された被検体５０２内部の光音響画像を表示させることも可能である。
【００７４】
なお、本実施形態において、パルス光の発光タイミングを検出するために発光タイミング検出部５１１をプローブ５０３の内部に配置する例を用いて説明したが、発光タイミングの検出方法はこの方法に限らない。例えば、光源５０１に発光タイミングを示すパルス信号を出力するコネクタを備え、光源５０１からのパルス信号を信号データ生成部５０９へ入力することで、光源と超音波診断装置との同期をとってもよい。これにより、接続部材内部の部品点数を少なくし、接続部材の小型化、ユーザビリティの向上を図ることができる。
【００７５】
以上説明してきたように第二の実施形態の光学治療装置においては被検体情報に応じて治療完了の判定条件を変更することができる。これにより、使用者は治療内容や治療の計画に応じて適切な治療完了タイミングを把握することができ、照射不足や過度な照射のリスクを低減することができる。
【００７６】
＜第三の実施形態＞
続いて、第三の実施形態について、図１に示す治療装置を参照して説明する。第三の実施形態においては、光音響信号データに基づいて治療の進捗を推定する際に、光音響信号データの周波数成分に基づいて治療の進捗を推定する。本実施形態では、情報処理部１０６が、例えば光音響信号データに対し時間方向にフーリエ変換処理：ＦＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、時間信号を周波数成分に変換する。そしてある特定の周波数成分の信号強度を解析対象とする。そして、情報処理部１０６は、解析対象の周波数成分の信号強度に基づいて、治療の進捗を示す情報を生成する。
【００７７】
光音響信号の周波数解析の例を図８に示す。図８（ａ）は光音響信号データをＦＴ処理により周波数成分に変換した後の信号強度を示す図である。横軸は周波数、縦軸は信号強度を表す。符号６０１は光学治療開始直後の光音響信号データの各周波数成分の信号強度を示すグラフである。符号６０２は光学治療が進んだ後の光音響信号データの各周波数成分の信号強度を示すグラフである。符号６０３は、周波数に対する閾値である。この閾値は予め固定された値でもよいし、使用者が入力手段を操作して閾値を指示してもよい。信号データ生成部１０９が生成した光音響信号データのうち、閾値６０３より低い周波数の成分を低周波成分と呼ぶ。一方、閾値６０３より高い周波数の成分を高周波成分と呼ぶ。光音響信号データに含まれる信号強度が最大となる周波数成分の目安は、光吸収部位のサイズを音速で割った値である。そのため、治療が進むにつれて治療対象であるメラニンの破砕片のサイズが小さくなるほど、光音響信号データの周波数は高周波側にシフトすると想定される。本実施形態において、光学治療でメラニン粒のサイズを３０μｍまで破砕したい場合には、５０ＭＨｚの周波数成分が最大の信号強度となる傾向がある。そこで、光学治療でメラニン粒のサイズを３０μｍまで破砕したい場合には、５０ＭＨｚを閾値とし、５０ＭＨｚよりも小さい周波数を低周波成分、５０ＭＨｚ以上を高周波成分としてもよい。また、光学治療でメラニン粒のサイズを１５μｍまで破砕したい場合には、１００ＭＨｚの周波数成分が最大の信号強度となる傾向がある。そこで、光学治療でメラニン粒のサイズを１５μｍまで破砕したい場合には、１００ＭＨｚを閾値６０３とし、１００ＭＨｚよりも小さい周波数を低周波成分、１００ＭＨｚ以上を高周波成分としてもよい。なお、照射光のパルス幅や音響センサ１０５などの治療条件によっても、信号強度が最大となる周波数は変わる。このように、治療条件によって閾値６０３は変更されてもよい。情報処理部１０６は、使用者により指示された閾値６０３を設定してもよい。また、情報処理部１０６は、治療内容、治療回数、または光源の種類などの治療条件を示す情報に基づいて、破砕対象である光吸収部位の破砕後の大きさを推定し、この大きさに応じた信号強度が最大となる周波数を閾値としてもよい。
【００７８】
光学治療開始直後の信号強度６０１は、低周波成分が多く、高周波成分は少ない。これは、ほくろやシミのメラニン粒のサイズが大きく、治療対象部位で発生する光音響波の周波数が低いためである。一方、光学治療が進んだ後の信号強度６０２は、高周波成分が多く、低周波成分は少ない。これは、ほくろやシミを構成するメラニン粒の塊が光照射によって分解されて細かくなった結果、治療対象部位で発生する光音響波の周波数が高くなるためである。
【００７９】
図８（ｂ）は、複数回の光照射を行い、光学治療を進めた場合の光音響信号データの低周波成分の時間変化を示したものである。横軸は治療開始からの経過時間、縦軸は信号強度を表す。符号６０４は、光音響信号データの低周波成分の信号強度を積分値の時間変化を表したグラフである。符号６０５は低周波成分の強度に対する閾値である。なお、閾値６０５は、光照射後にターンオーバーされるメラニンの破砕片のサイズを考慮して定めることができる。換言すると、閾値６０５は、光照射後に破砕されたメラニンの砕片が分解吸収され、審美上有効だと期待される粒度（破砕度）に基づいて決定される。また、閾値６０５は照射部位の安静期間、治療内容、治療回数、または光源の種類などの治療条件により決められる。情報処理部１０６は、ステップＳ３０７の処理において、低周波成分の信号強度６０４が閾値６０５を下回ったところで、十分にメラニンが分解されたと判断し、治療が完了したことを示す情報（治療の進捗を示す情報）を生成する。すなわち、情報処理部１０６は、タイミングｔ６０６に治療が完了したことを示す情報を生成する。また、情報処理部１０６は、光音響信号データの周波数成分を解析することにより、残りの治療時間を見積もり、残りの治療時間を示す情報（治療の進捗を示す情報）を生成してもよい。光音響信号データの周波数成分により残りの治療時間の推定方法については後述する。
【００８０】
そしてステップＳ３０９において、情報処理部１０６は、治療の進捗を示す情報を用いて、通知手段としてのユーザインタフェース５１０のディスプレイを介して、治療の進捗を使用者に通知させる。
【００８１】
図９に本実施形態のユーザインタフェース５１０のディスプレイ画面の例を示す。符号７０１、符号７０２、符号７０３、符号７０４は、それぞれ図７の符号８０１、符号８０２、符号８０３、符号８０４に対応し、それらの詳細な説明を省略する。符号７０５は、光学治療を進めた場合の光音響信号データの低周波成分の時間変化を表すグラフである。治療中に光音響波の受信を行う場合、情報処理部１０６は、光音響信号データを受信するたびに光音響信号データを解析し、グラフ７０５をリアルタイムに更新していってもよい。符号７０６は、光音響信号データの低周波成分の強度に対する閾値である。閾値７０６は使用者が指定した治療回数情報７０２、治療内容７０３、光源の種類７０４によって変わる。治療内容によって、光源の種類や治療に必要な回数などが異なる。例えば、１回目の治療では全体の５０％のメラニンを分解し、２回目の治療では残ったメラニンの２５％を分解するというように、段階的に治療を行う場合がある。情報処理部１０６は、使用者が入力した治療回数情報７０２、治療内容７０３、光源の種類７０４などの治療条件に基づいて、閾値を変更することで、最適な治療完了判定を行うことができる。符号７０７は治療完了の予測時間（残りの治療時間）である。情報処理部１０６は、光音響信号データの低周波成分の時間変化率を算出し、光音響信号データの低周波成分が閾値７０６以下になるまでに必要な照射回数を見積もる。そして、情報処理部１０６は、光音響信号データの低周波成分が閾値７０６以下になるまでに必要な照射回数に光照射の繰返し周期を掛けて、残りの治療時間を見積もり、ウインドウ７０７に数字として表示する。図９の例では３０秒後に治療が完了することを示している。
【００８２】
なお、情報処理部１０６は、光音響信号データから光音響画像を生成し、ユーザインタフェース５１０に表示させてもよい。情報処理部１０６は、使用者の指示により、光音響画像の生成や既に生成された光音響画像の表示を開始してもよい。また、情報処理部１０６は、光音響画像を空間周波数に変換した画像を表示させてもよい。このように、空間周波数に変換した画像を表示することで、治療部位のメラニンの粒度の分布を知ることができる。よって、使用者は治療部位のメラニンの粒度の分布を参照しながら、治療の進捗を把握することができる。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態に係る情報処理によれば、治療対象部位のメラニン粒のサイズの変化に起因する周波数成分の変化を解析することにより、治療の進捗を把握することができる。これにより、光学治療による効果を確認しながら治療を行うことができる。
【００８４】
なお、本実施形態では低周波成分６０４が所定の閾値６０５を下回ることをもって治療完了の判定を行う例を説明したが、逆に高周波成分が別の閾値を上回ることをもって治療完了と判定してもよい。あるいは両者を組み合わせ、低周波成分が所定の閾値を下回り、かつ高周波成分が別の閾値を上回ることをもって治療完了と判定してもよい。なお、音響センサの中心受信帯域が低周波成分に相当する帯域である場合、受信された光音響信号の強度が所定の閾値を下回る場合に治療完了と判定してもよい。また、音響センサの中心受信帯域が高周波成分に相当する帯域である場合、受信された光音響信号の強度が所定の閾値を上回る場合に治療完了と判定してもよい。
【００８５】
また、本実施形態では光音響信号の周波数成分を求める際に情報処理部１０６にてＦＴ処理を行っていたが、周波数成分を求める方法はこれに限らない。時間信号である光音響信号データを時間方向の周波数成分に変換できる限り、ＦＴ処理以外のいかなる処理を適用してもよい。例えば、低周波数成分を選択的に取り出すローパスフィルタや、高周波成分を選択的に取り出すハイパスフィルタを用いてもよい。これにより、光音響信号データにＦＴ処理を適用する場合よりも少ない回路規模で実現することができ、光学治療装置の処理部の小型化、低コスト化につながる。
【００８６】
また、第二の実施形態のように外部の超音波診断装置の信号データ生成部、情報処理部、通知部に、本実施形態に係る情報処理を適用してもよい。
【００８７】
以上説明してきたように第三の実施形態に係る治療装置においては、光音響信号データを周波数解析して、治療の進捗を使用者に通知することができる。これにより、使用者は光学治療中に、治療対象部位のメラニンの分解に応じて治療の進捗を把握することができる。そのため、使用者は治療進捗を確認しながら、適切な治療を提供することができ、照射不足や過度な照射を抑制することができる。
【００８８】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【００８９】
上述の各実施形態における情報処理部は、単体の装置として実現してもよいし、複数の装置を互いに通信可能に組合せて上述の処理を実行する形態としてもよく、いずれも本発明の実施形態に含まれる。共通のサーバ装置あるいはサーバ群で、上述の処理を実行することとしてもよい。情報処理部を構成する複数の装置は所定の通信レートで通信可能であればよく、また同一の施設内あるいは同一の国に存在することを要しない。上述の実施形態を適宜組み合わせた形態も、本発明の実施形態に含まれる。
【符号の説明】
【００９０】
１０６  情報処理部
１０７  通知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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