(57)【要約】【課題】音響波を用いた被検体の測定において、被検体の保持状態に関する情報と、測定時間との関係を提示できるようにする。【解決手段】被検体から伝播する音響波に基づいて被検体内の情報を取得する被検体情報取得装置であって、被検体を保持する保持手段と、被検体から伝播する音響波を受信する探触子と、保持手段による被検体の保持状態と、探触子による音響波の取得時間の関係を表す情報を出力する出力手段とを有する被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図１
2014023680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から伝播する音響波に基づいて当該被検体内の情報を取得する被検体情報取得装置であって、
被検体を保持する保持手段と、
前記被検体から伝播する音響波を受信する探触子と、
前記保持手段による前記被検体の保持状態と、前記探触子による音響波の取得時間の関係を表す情報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記保持手段がすでに前記被検体を保持しているとき、前記出力手段は、前記保持状態が変化したときの前記音響波の取得時間の変化を表す情報を出力する
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。
【請求項３】
前記出力手段は、検査者が前記被検体の保持状態を調整するのに応じて、前記音響波の取得時間の変化を表す情報をリアルタイムに更新する
ことを特徴とする請求項２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記保持状態は、前記被検体の保持距離である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記出力手段は、前記被検体の保持状態が変化したときの前記音響波の取得時間の変化を表す情報を、前記被検体の保持距離に応じて一覧表示する
ことを特徴とする請求項４に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記保持手段は、前記被検体を挟んで保持する２枚の保持板であり、
前記保持状態は、前記２枚の保持板の距離である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記保持状態は、前記被検体に加えられる保持力である
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記出力手段から出力された情報と、前記被検体内の情報に基づいて構成された画像を表示する表示手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
前記音響波は、前記探触子から送信された音響波が前記被検体内で反射したものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記探触子を、前記保持手段に沿って前記被検体に対して走査させる機械走査手段と、
前記機械走査手段による前記探触子の走査に応じて、前記探触子から送受信される音響波の電子走査を制御する電子走査手段と、
をさらに有する
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記被検体の保持状態に応じて、前記電子走査手段は前記音響波の送受信におけるフォーカス設定を行い、前記機械走査手段は前記探触子の走査を制御する
ことを特徴とする請求項１０に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
前記被検体に計測光を照射する照射手段をさらに有し、
前記音響波は、前記計測光を照射された前記被検体から伝播する光音響波である
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１３】
前記光音響波に基づく信号を積算する信号処理手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１４】
前記照射手段は、前記被検体の保持状態に応じて前記計測光を複数回照射し、
前記信号処理手段は、複数回の光照射で受信された前記光音響波を積算する
ことを特徴とする請求項１３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１５】
前記探触子を、前記保持手段に沿って前記被検体に対して走査させる機械走査手段をさらに有し、
当該機械走査手段は、前記被検体の保持状態に応じて、前記探触子の走査の移動量を制御して１回の光照射で得られる前記光音響波の取得領域の重なりを調整することにより、前記信号処理手段における積算回数を制御する
ことを特徴とする請求項１４に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１６】
被検体を保持する保持手段と、前記被検体から伝播する音響波を受信する探触子とを有し、前記音響波に基づいて前記被検体内の情報を取得する被検体情報取得装置の制御方法であって、
前記保持手段による前記被検体の保持状態を取得するステップと、
前記保持状態と、当該保持状態における前記探触子による前記音響波の取得時間との関係を出力するステップと、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置の制御方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の被検体情報取得装置の制御方法の各ステップを、情報処理装置に実行させるプログラム。
【請求項１８】
保持手段により保持された被検体から伝播する音響波を探触子により受信して当該被検体内の情報を取得する装置において、
前記保持手段による被検体の保持状態と、当該保持状態における前記探触子による音響波の取得時間との関係を表す情報を提示するステップを有する
ことを特徴とする提示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体情報取得装置、当該被検体情報取得装置の制御方法、当該制御方法を実行するためのプログラム、および、提示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波測定においては、探触子で超音波ビームを形成して被検体に送信し、被検体内部で反射された超音波エコーを受信することにより、被検体内の組織の情報を得る。また、被検体に対して超音波ビームを２次元的に走査しながら測定を繰り返すことで、被検体内の組織の形態情報を３次元画像化できる。
【０００３】
超音波測定は、乳がん診断での腫瘤の特異性（例えば、乳がん、嚢腫、固形物などの違い）の検出、小葉癌の検出、腫瘤の深さ方向での位置や形態の認識などの有用性が示されており、診断装置に広く普及している。超音波測定は、生体内の組織を非侵襲で測定できるため、患者の負担が軽く、乳がんのスクリーニングや早期診断で活躍している。
【０００４】
一般に乳がん診断では、触診や複数のモダリティでの画像診断の結果に基づいて、総合的に良悪性診断が行われる。特許文献１には、乳がん診断の精度を高めるために、被検体の状態を同一に保ったまま複数のモダリティによる画像診断を行う技術が開示されている。特許文献１の技術では、超音波測定とＸ線マンモグラフィーを組み合わせて、被検体の状態を同一に保ったまま超音波画像と放射線画像を取得する。そして、それぞれの優位性を組み合わせた画像診断を行おうとしている。
【０００５】
また特許文献２には、超音波画像と、乳がんによる活発な血管新生を可視化する光音響画像とを、被検体の状態を同一に保ったまま取得する技術が開示されている。
【０００６】
なお、特許文献１および特許文献２に開示されている技術は、共に、保持板により被検体を保持して測定を行い、診断画像を得る。そのため、被検体に対して保持板による圧力が加わることは避けられず、被検者の負担となる。
【０００７】
また、特許文献１および特許文献２に開示されている技術は、共に、探触子を２次元的に走査することで、３次元画像を生成するためのデータを取得しており、その間ずっと被検体に対する保持が行われている。その結果、被検者にとっては、保持による力と走査に要する時間の掛け合わせで負担を負うことになる。
【０００８】
特許文献３には、画像生成に必要な超音波データの取得に要する測定時間を、データの取得開始前に被検者に対して提示する技術が開示されている。これによれば、事前に被検者に対して測定時間を提示することで、測定に臨む被検者の不安を緩和できる。例えば被検者が測定中に息を止める必要がある場合、どれくらいの時間息を止めるかを認識可能とすることにより、不安が緩和される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−０８２４４９号公報
【特許文献２】特許第４４４８１８９号公報
【特許文献３】特開２００８−０９２９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
保持板などの保持機構により被検体を保持して、３次元画像を生成するのに必要な超音波信号または光音響信号を取得する被検体情報取得装置について検討する。
【００１１】
かかる装置において保持距離を短くすることは、被検体内部からの信号を効率よく検出できるため、画像診断の観点では好適である。さらに、保持距離を短くすることは、測定時間を短縮する点でも効果がある。例えば超音波エコーを用いる装置においては、保持距離を短くすることにより、例えばフォーカスの段階数を減らせるので、測定時間を短縮できる。
測定中は継続的に被検体が圧迫されることや、被検者が姿勢を維持する必要があることを考えると、測定時間はできるだけ短いことが好ましい。すなわち、測定時間の短縮は、被検者にとって負担を軽くする要因である。
【００１２】
しかし一方では、保持距離を短くすることにより被検体に対する保持力が強くなる。この点では、保持距離の短縮は、被検者にとって負担を重くする要因と言える。
【００１３】
これまで述べたように、保持距離は、保持の力と測定時間の両者に対して影響を及ぼす。すなわち、保持距離を短くした場合には保持力が強くなるものの測定時間を短縮でき、保持距離を長くする場合には保持力を緩和できるものの測定時間が長くなってしまう。測定時の被検者の負担は、このように、保持力と測定時間の掛け合わせで決まる。
【００１４】
保持力による負担と測定時間による負担のどちらを許容できるかは被検者によって異なるため、被検者の負担に配慮した測定を実施するためには、どちらを優先するかを、検査者または被検者が判断できることが好ましい。ある被検者は保持力が強くなっても早く測定を終えて欲しいかも知れず、別の被検者は測定が長くなっても保持力を弱めて欲しいかもしれない。そして、被検者がいずれかを選択するためには、保持力と測定時間とが理解しやすい形で提示されている必要がある。
また、装置のユーザ（検査者）が保持操作を行うために被検者とコミュニケーションを図る際にも、このような情報を提示されていることは役に立つ。
【００１５】
従来、このような保持距離の違いによって生じる、保持力の強弱と測定時間との差分との関係を提示する方法がないという第一の課題があった。
【００１６】
また従来、被検者にとって最適な保持設定から少しずれた保持設定により測定が行われる可能性がある、という第二の課題があった。例えば、装置としてあと０．１ｍｍ保持距離を短く設定すれば測定時間を短縮でき、また被検者としても０．１ｍｍ保持距離を短くしてもその保持力を許容できた、というような場合などである。
【００１７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、音響波を用いた被検体の測定において、被検体の保持状態に関する情報と、測定時間との関係を提示できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は以下の構成を採用する。すなわち、被検体から伝播する音響波に基づいて当該被検体内の情報を取得する被検体情報取得装置であって、被検体を保持する保持手段と、前記被検体から伝播する音響波を受信する探触子と、前記保持手段による前記被検体の保持状態と、前記探触子による音響波の取得時間の関係を表す情報を出力する出力手段と、を有することを特徴とする被検体情報取得装置である。
【００１９】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、被検体を保持する保持手段と、前記
被検体から伝播する音響波を受信する探触子とを有し、前記音響波に基づいて前記被検体内の情報を取得する被検体情報取得装置の制御方法であって、前記保持手段による前記被検体の保持状態を取得するステップと、前記保持状態と、当該保持状態における前記探触子による前記音響波の取得時間との関係を出力するステップと、を有することを特徴とする被検体情報取得装置の制御方法である。
【００２０】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、保持手段により保持された被検体から伝播する音響波を探触子により受信して当該被検体内の情報を取得する装置において、前記保持手段による被検体の保持状態と、当該保持状態における前記探触子による音響波の取得時間との関係を表す情報を提示するステップを有することを特徴とする提示方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、音響波を用いた被検体の測定において、被検体の保持状態に関する情報と、測定時間との関係を提示できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態における装置構成の概略図。
【図２】第１の実施形態における超音波取得の概念図。
【図３】第１の実施形態における短い保持距離での超音波取得の概念図。
【図４】第１の実施形態における提示方法の概念図。
【図５】第１の実施形態における処理を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態における超音波取得の概念図。
【図７】第２の実施形態における短い保持距離での超音波取得の概念図。
【図８】第２の実施形態における提示方法の概念図。
【図９】第２の実施形態における処理を示すフローチャート。
【図１０】第３の実施形態における装置構成の概略図。
【図１１】第３の実施形態における光音響波取得の概念図。
【図１２】第３の実施形態における短い保持距離での光音響波取得の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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、形状およ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。
【００２４】
本発明の被検体情報取得装置は、探触子を用いて、被検体内で発生又は反射し、被検体内を伝搬した音響波を受信する。本発明の被検体情報取得装置には、被検体に超音波を送信し、被検体内部で反射したエコー波を受信して、被検体情報を取得する超音波エコー技術を利用した装置を含む。さらに、被検体に光（電磁波）を照射することにより被検体内で発生した音響波（典型的には超音波）を受信して、被検体情報を取得する光音響効果を利用した装置を含む。
【００２５】
前者の超音波エコー技術を利用した装置の場合、被検体情報とは、被検体内部の組織の音響インピーダンスの違いを反映した情報である。後者の光音響効果を利用した装置の場合、被検体情報とは、光照射によって生じた音響波の発生源分布や、被検体内の初期音圧分布、あるいは初期音圧分布から導かれる光エネルギー吸収密度分布や、吸収係数分布、組織を構成する物質の濃度情報分布を示す。物質の濃度情報分布とは、例えば、酸素飽和度分布や酸素化・脱酸素化ヘモグロビン濃度分布などである。これら被検体情報に適切な処理を施すことで、ディスプレイに表示するための画像データを生成できる。
【００２６】
本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、超音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。例えば、被検体内部に近赤外線等の光を照射した時に、被検体内部で発生する音響波が挙げられる。光音響効果により発生した音響波のことを、光超音波または光音響波と呼ぶ。探触子は、被検体内で発生又は反射した音響波を受信する。
【００２７】
以降、超音波（光音響波）を受信した探触子から出力されるアナログの電気信号や、当該電気信号に増幅やデジタル変換処理を施したデジタルの電気信号を超音波信号（光音響信号）と記載する。また、超音波信号（光音響信号）に各種の信号処理を施したデータを超音波データ（光音響データ）と記載する。超音波データ（光音響データ）は、信号処理の各段階で得られるデータと、ディスプレイに表示するための画像データを含むものと捉えることができる。
【００２８】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態における被検体情報取得装置は、探触子を２次元的に走査しながら、一定の信号取得ピッチに従って超音波走査を繰り返すことで、３次元超音波画像の生成に必要な超音波信号を取得する。本実施形態の被検体情報取得装置は超音波エコー技術を利用したものであり、超音波測定装置と呼ぶことができる。
【００２９】
ここで、超音波走査という言葉は、探触子で生成した超音波ビームにより被検体を電子走査し、１つのＢモードの断層画像データを生成するための超音波信号を取得する処理を示すものとする。また、測定という言葉は、探触子の２次元的な走査を完了し、３次元の超音波画像の生成に十分な超音波データが取得されるまでの処理を示すものとする。なお、このような探触子の走査のことを、電子走査と対比する上で機械走査とも呼ぶ。
【００３０】
図１は、本実施形態における超音波測定装置の装置構成の概略図である。
超音波測定装置は、被検体１０１を保持する保持板１０２、保持を測定に好適な状態に制御する保持制御部１０３を含む。超音波測定装置はまた、超音波の送受信を行う探触子１０４、探触子１０４に駆動信号を印加する超音波送信部１０５、探触子１０４が検出した信号を増幅してデジタル信号に変換する超音波受信部１０６を含む。超音波測定装置はまた、検出した超音波信号から受信フォーカス処理を行う信号処理部１０７、探触子位置を変更する移動機構１０８、保持板１０２上での探触子の２次元走査を制御する移動制御部１０９を含む。超音波測定装置はまた、超音波ビームの形状や超音波ビームの走査（電子走査）を制御する走査制御部１１０、操作部１１２を介したユーザ（主に医療従事者などの検査者）の各種操作を受け付けて測定動作に必要な制御情報を生成する制御部１１１を含む。超音波測定装置はまた、ユーザが装置に対して指示や測定に必要なパラメータを入力するための操作部１１２、超音波データから超音波画像を構成する画像構成部１１３を含む。超音波測定装置はまた、制御部１１１が算出した測定パラメータに基づいて測定時間を算出する測定時間算出部１１４、超音波画像に加えて測定時間などの測定支援情報を表示する表示部１１５を含む。
【００３１】
測定対象となる被検体１０１は、乳腺科における乳がん診断では乳房である。
保持板１０２は１０２Ａと１０２Ｂの２枚１対で構成され、保持制御部１０３により測定に好適な間隔である保持距離に制御される。保持板１０２Ａと１０２Ｂを区別する必要がない場合はまとめて保持板１０２と表記する。保持板１０２で被検体１０１を挟んで固定することで、被検体１０１が動くことによる測定誤差を低減することができる。なお、超音波の伝播経路に位置する保持板１０２Ｂは、探触子１０４との音響整合性が高い部材であることが好ましい。また超音波測定用のジェルシートなどの音響整合材を使用することで、探触子１０４と保持板１０２Ｂの音響的結合を強くすることができる。保持板は、本発明の保持手段に相当する。
【００３２】
保持制御部１０３は、被検者への負担や目標とする測定深度に合わせて、被検体１０１の保持状態を超音波測定に好適に調整する。また、ユーザがロック機構（不図示）のスイッチを入れることにより、保持状態を固定することができる。そして測定の間は、被検者からの申告やユーザによる保持解除操作がある場合を除いて、被検体１０１の保持状態が一定に保たれるように制御する。また、被検体１０１の保持情報（保持距離と保持力）を制御部１１１に出力する。乳房内の嚢腫の大きさや硬さなどの被検体１０１の状態により、被検者の負担に配慮して保持状態が設定される。
【００３３】
探触子１０４は、複数の音響素子が配列されている。音響素子が被検体１０１に対して超音波ビームを送信し、被検体内部で反射した超音波エコーを受信して電気信号に変換し、超音波信号を得る。探触子はどのような方式のものでも構わない。一般的な超音波測定装置で使用されている圧電セラミックス（ＰＺＴ）を利用した変換素子が使用できる。また、静電容量型のＣＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）も使用できる。さらに、磁性膜を用いるＭＭＵＴ（ＭａｇｎｅｔｉｃＭＵＴ）、圧電薄膜を用いるＰＭＵＴ（ＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＭＵＴ）なども使用できる。
【００３４】
また、探触子を２次元平面状の保持板１０２Ｂに接触させて２次元走査しながら測定を行う場合、平行な超音波ビームで均一な画質の断層画像を生成可能な、リニア走査型の探触子が好ましい。
なお、本実施形態では、音響素子が直線状に一列に配列した一次元探触子を使用して超音波走査を行う例について説明する。ただし本発明の適用はそれに限られず、２次元状に配列されたアレイ型探触子（１．５Ｄ探触子も含む）を使用してもよい。
【００３５】
走査制御部１１０は、探触子１０４を構成する各々の音響素子に印加する駆動信号を生成して、送信される超音波の周波数及び音圧を制御する。また、超音波ビームの送信方向を設定し、送信方向に対応する送信遅延パターンを選択する送信制御機能と、超音波エコーの受信方向を設定し、受信方向に対応する受信遅延パターンを選択する受信制御機能とを備えている。
【００３６】
送信遅延パターンは、複数の音響素子から送信される超音波によって所定の方向に超音波ビームを形成するために、それぞれの音響素子に対する駆動信号に与えられる遅延時間のパターンである。また受信遅延パターンは、複数の音響素子によって検出される超音波信号から任意の方向の超音波エコーを抽出するために、それぞれの音響素子により得られた超音波信号に与えられる遅延時間のパターンである。これらの送信遅延パターンと受信遅延パターンは図示しない記憶媒体に記憶されている。
【００３７】
超音波送信部１０５は、走査制御部１１０によって生成された駆動信号を、探触子１０４を構成する個々の音響素子に対して印加する。
超音波受信部１０６は、複数の音響素子が検出したアナログ信号を増幅する信号増幅部と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部から構成され、アナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３８】
信号処理部１０７は、走査制御部１１０により選択された受信遅延パターンに基づいて、超音波受信部１０６から出力された超音波信号それぞれに対応する遅延時間を決定し、信号を加算することにより受信フォーカス処理を行う。この処理により焦点が絞り込まれた超音波データが生成される。
【００３９】
また信号処理部１０７は、測定深度を問わず均一なコントラストをもつ断層画像を生成
するために、超音波の反射位置の深度に応じて増幅利得を増減するＴＧＣ（ＴｉｍｅＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）制御などを行う。なお、超音波データは、最終的にＢモードの断層画像を生成できるような形式であれば良い。例えば、ローパスフィルタなどで包絡線検波処理を施した包絡線データ、その包絡線データに対して、対数圧縮やゲイン調整などの処理を行ったデータなどを用いることができる。
【００４０】
移動機構１０８は、モータなどの駆動部とその駆動力を伝達する機械部品から構成され、移動制御部１０９の指示を受けて保持板１０２Ｂ上で探触子１０４を移動させる。また探触子１０４の位置情報を検出して移動制御部１０９へ出力する。
【００４１】
移動制御部１０９は、移動機構１０８を制御して、探触子１０４を保持板上で２次元走査する。探触子１０４が所定の位置に達すると、走査制御部１１０に対して超音波送受信を指示する。探触子１０４を被検体１０１に対して２次元走査することで測定領域が拡がり、例えば乳がん診断ではフルブレストでの超音波データの取得が可能となる。
【００４２】
制御部１１１は、操作部１１２からの超音波測定の開始指示や中断などの各種要求を受け付けるとともに、超音波測定装置全体を管理、制御する。また制御部１１１は、測定領域や超音波信号の取得ピッチなどの測定パラメータと、保持制御部１０３からの保持情報に基づいて、様々な制御情報を生成する。そして制御部１１１は、操作部１１２から入力される測定位置や測定領域、信号取得ピッチなどに従って、測定の制御情報を移動制御部１０９に、保持調整操作の制御情報を保持制御部１０３に出力する。
【００４３】
制御部１１１はさらに、超音波ビームのフォーカス設定や送受信本数などの制御情報を走査制御部１１０に出力する。制御部１１１はさらに、保持距離に適応した測定深度方向の制御情報などの、測定時間の算出に必要な情報を時間算出部１１４に出力する。
制御部１１１はさらに、移動制御部１０９への測定開始や中断の指示や保持距離情報の伝達などを行う。
【００４４】
操作部１１２からの超音波測定の開始指示と共に、超音波信号の取得ピッチなどの超音波画像の構成に関する情報が、制御部１１１から指定される。ユーザからの入力を受けて指定されてもよいし、目的とする３次元超音波画像のボクセルピッチから決定される形でもよい。
【００４５】
画像構成部１１３は、超音波データに基づいて、被検体内の組織情報を示す３次元の超音波画像を構成する。ここで超音波画像とは、表示部に画像を表示するための画像データを含む。また、画像データに輝度の調整や歪補正、注目領域の切り出しなどの各種補正処理を適用しても良い。またユーザによる操作部１１２の操作に従って、画像構成のパラメータや画質の調整を行う。なお、超音波信号の取得ピッチを超音波画像のボクセルピッチ（解像度）に一致させておけば、余分な補間処理を省いて、検出した超音波信号を有効に利用することができる。
【００４６】
測定時間算出部１１４は、制御部１１１からの情報に基づいて測定時間を算出する。測定時間の算出に用いる情報は、測定領域、探触子１０４の移動速度、主走査及び副走査の回数など２次元走査の制御に関する情報、および、超音波ビームのフォーカス設定などの測定深度方向の制御に関する情報である。なお、これに限らず、２次元走査に要する時間と、超音波走査に要する時間を算出可能な情報であれば、どんな情報でも使用できる。
そして測定時間算出部１１４は、ユーザが被検体１０１の保持の状態を変更した結果生じる測定時間の差分を算出する。詳細は後述する。
【００４７】
表示部１１５は、画像構成部１１３により構成された３次元の超音波画像や、測定時間
算出部１１４により算出された測定時間の差分を表示する。詳細は後述する。
【００４８】
操作部１１２は、ユーザが、測定位置や測定領域の指定、取得ピッチなど超音波画像の解像度に関わる情報の指定、保持調整など装置の操作、超音波画像に対する画像処理操作を行うための入力装置である。
【００４９】
以上の構成を有する超音波測定装置において、被検体の保持調整を行なっているときにその操作により生じる測定時間の差分を提示することができる。測定時間の差分とは、現在の保持状態での測定時間を基準として、保持状態を変更したときの測定時間の増減を指す。ただし、現在の保持状態と異なる複数の保持状態における測定時間をそれぞれ求めることや、被検体を保持していない状態において、複数の保持状態における測定時間を求めることも可能である。
【００５０】
なお、本実施形態では、超音波の送受信から画像構成までの機能を一体化する装置について説明したが、超音波の取得までの機能と、操作機能及び表示機能とを、別々のハードウェアとしても構わない。その場合、本発明は、ユーザに測定時間の差分を提示する提示装置、あるいは提示方法として実現できる。
【００５１】
図２は、本実施形態における超音波データの取得方法を説明する概念図である。図２（ａ）は保持された被検体１０１を、探触子１０４が接する保持板１０２Ｂの側から見た正面図、図２（ｂ）はその側面図をそれぞれ示している。
【００５２】
符号２０２Ａ、２０２Ｂ、２０２Ｃ、２０２Ｄは各ｙ軸位置（探触子の副走査位置）における、探触子１０４の移動軌跡（主走査）を示しており、この２次元走査の結果、超音波データ２０１が取得される。すなわち、符号２０１は、得られた超音波データを模式的に示したものである。超音波データ２０１は、被検体１０１に対向する領域と、被検体１０１から外れた領域と、から取得された超音波信号に由来する。なお、超音波信号２０１の取得領域、すなわち測定領域は操作部１１２を介してユーザが任意に設定することができる。
【００５３】
また、符号２０３Ａ、２０３Ｂ、２０３Ｃ、２０３Ｄは超音波信号２０１を構成する部分データを示しており、１回の主走査により取得される超音波信号群である。
符号２０４は、部分データ２０３Ａ〜２０３Ｄを取得するための超音波ビームの電子走査幅を示している。
【００５４】
探触子１０４は直線状に整列された複数の音響素子により構成されており、その中の連続して並んだ一部の音響素子群を用いて、図２（ｂ）のように超音波ビーム２１１、２１２および２１３が形成される。そして、超音波ビーム２１１、２１２、２１３を順次に送信しながら電子走査方向２１４に沿って音響素子群を素子単位で移動させていくように電子走査が行われる。１回の超音波走査により、探触子１０４の幅と同じ一つのＢモード断層画像を生成するのに必要な超音波信号を取得することができる。
【００５５】
本実施形態では、ｘ−ｙ平面のある位置で超音波信号取得する際に、フォーカス設定の異なる３本の超音波ビーム（２１１、２１２、２１３）の送受信を行っている。これは、測定深度２０５（被検体１０１の保持距離と保持板１０２Ｂの厚さの和）が長い場合に、画像の解像度を高くするためである。符号２１１は、例えば、浅い位置（例えば探触子表面から２０ｍｍ程度）にフォーカスを設定したとき、その前後で最大１５ｍｍ程度を測定するのに好適な超音波ビームである。また符号２１２は、例えば、中間的な位置（例えば探触子表面から４０ｍｍ程度）にフォーカスを設定したとき、その前後で最大２０ｍｍ程度を測定するのに好適な超音波ビームである。そして符号２１３は、例えば、深い位置（
例えば探触子表面から７０ｍｍ程度）にフォーカスを設定したとき、その前後で最大２５ｍｍ程度を測定するのに好適な超音波ビームである。
【００５６】
図２（ｂ）ではフォーカスを３段階としているが、さらに解像度が高く鮮明な診断画像を得るために、より細分化してもよい。また、ユーザが段階数を直接指定してもよいし、ユーザにより指定された超音波画像の画質に応じて段階数を決定する方式でもよい。なお、各フォーカス設定で得られる複数の超音波信号から、それぞれの信号精度の有利な領域を使用して画像を構成する。
【００５７】
超音波データ２０１の取得は、主走査と副走査を繰り返して行われる。主走査とは、移動軌跡２０２Ａ〜Ｄに沿って、探触子１０４をｘ軸方向に移動させながら所定の取得ピッチに従って超音波信号を取得することである。副走査とは、探触子をｙ軸正方向に一定の距離だけ移動することである。このような探触子の移動は機械走査とも記載する。
【００５８】
また、２次元的走査は、超音波データ２０１が画像診断に好適なピッチで整列するように制御される。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各軸のデータピッチは、例えばｘ軸方向のピッチは超音波信号の取得間隔、ｙ軸方向のピッチは探触子１０４の超音波ビームの電子走査間隔、そしてｚ軸方向のデータピッチは超音波エコーのサンプリング周波数に基づき制御される。
【００５９】
主走査における探触子１０４の移動速度は、細かく定期的な超音波信号の取得ピッチに対して一定に制御されるものとする。ただし、細かいピッチでの超音波信号の取得に対して探触子１０４の加減速を制御する方法や、超音波信号の取得時には探触子１０４を停止するような方法でも構わない。
【００６０】
探触子１０４が一定の速度で連続的に移動している中で、信号取得ピッチに従って超音波信号の取得を繰り返すためには、探触子１０４が信号取得ピッチを移動する間に１回の超音波信号取得を完了しなければならない。換言すれば、探触子１０４の移動速度は、信号取得ピッチと、超音波信号取得に要する時間と、により制限される。
【００６１】
また、保持距離が長い場合、フォーカスの深さが異なる複数の超音波ビームを用いて測定を行うため、超音波信号取得に要する時間がより長くなる。そのため、探触子１０４の移動速度が遅くなり、全体の測定時間が長期化するため、被検体１０１の負担が増大する。
【００６２】
続いて、浅い保持距離に適応した超音波データの取得方法を、図３を用いて説明する。図２と同様、図３（ａ）は保持された被検体１０１を、探触子１０４が接する保持板１０２Ｂの側から見た正面図、図３（ｂ）はその側面図を示している。
【００６３】
本図における測定深度３０５は、図２における測定深度２０５より短い。ここで、被検者の負担に配慮して、保持距離を４５ｍｍ程度に設定したとする。保持板１０２Ｂの厚さがおよそ５ｍｍとすれば測定深度３０５は５０ｍｍ程度となる。この測定深度であれば、２段階のフォーカスで、十分な精度の超音波データを取得できる。
【００６４】
３１１のように２段階のフォーカスで測定を行う場合、図２と比較して超音波ビームの本数が半減するため、超音波信号の取得時間を大幅に短縮することができる。加えて、信号取得ピッチと超音波信号の取得時間との関係から、探触子１０４の移動速度を速くすることができ、結果、全体の測定時間、すなわち被検体１０１が負担を受ける時間も短縮することができる。
【００６５】
以上のように、フォーカス設定と、探触子１０４の移動速度を制御することで、保持距離に応じて測定時間を短縮できる。
【００６６】
図４は、保持調整により生じる測定時間の差分の提示方法を説明する概念図である。図４（ａ）は測定深度と測定時間との関係の例を示す。図４（ｂ）は保持距離により生じる測定時間の差分の提示の例を示す。
【００６７】
図４（ａ）にあるように、被検体の保持距離、すなわち測定深度が調整されると、一定の値を境として、測定時間は不連続に変化する。なお、保持距離以外のパラメータ（測定領域や信号取得ピッチなど）は同一とする。例えば、測定深度６０．５ｍｍでは測定時間がおよそ１２分となるのに対して、測定深度保持距離５９．５ｍｍではおよそ７分となる。この差を提示することにより、被検者の負担を考慮する材料を提供できる。その結果、保持力の緩和と測定時間の短縮のどちらを優先するかを、ユーザ、または被検者自身が判断できる。
【００６８】
図４（ｂ）は表示部１１５上での表示例である。表示部には、測定に関する情報を示す測定情報領域４０１と、被検体１０１の保持状態を撮影する観察カメラの観察画像領域４０２が含まれる。
測定情報領域４０１は、被検者ＩＤなどの被検者に関する情報を示す被検者情報領域４０１Ａ、現在設定されている測定領域や保持距離などの数値情報を示す測定パラメータ領域４０１Ｂ、装置状態や差分情報を示す装置情報領域４０１Ｃを備える。
【００６９】
なお、ユーザは操作部１１２を介して、被検者や測定に関する情報の入力や、観察画像領域４０２上での測定領域４１１の指定ができる。
【００７０】
測定パラメータ領域４０１Ｂには、保持調整開始時点までに設定された測定パラメータおよび、保持状態を調整する前の仮設定の保持距離５５．５ｍｍ（測定深度６０．５ｍｍ）に基づいて算出された測定時間（１２分）が表示されている。
装置情報領域４０１Ｃには、「保持調整中」との表示がなされている。これは、測定開始前にユーザによる装置操作が行われていることを示す。さらに、保持調整により変動する保持距離の数値と、保持調整により生じる測定時間の差分が表示される。
【００７１】
図４では、測定パラメータ領域４０１Ｂに見られるように、保持調整前の保持距離が５０．５ｍｍである。これに対し、装置情報領域４０１Ｃに見られるように、保持調整中のある時点での保持距離が５４．５ｍｍ（測定深度５９．５ｍｍ）であり、現在の保持状態で調整を確定すると測定時間を５分前後短縮できる。なお、これらの表示は、ユーザによる保持調整の操作に連動してリアルタイム更新されることが好ましい。
【００７２】
以上のように、保持調整により生じる測定時間の差分をユーザ操作と連動して提示することで、保持状態変更による保持距離（保持力）及び測定時間の変化の関係性を確認しやすくなる。引いては保持力と測定時間の掛け合わせで定まる被検者の負担を、ユーザまたは被検者自身が確認し、最適な設定をできるようになる。
なお、測定時間の差分の際には、表示部への表示に限られず、音声通知、発光（点滅間隔や色）、振動など、どのような方式でも良い。
【００７３】
図５は、図２〜図４で説明した本実施形態における処理を示すフローチャートである。
ステップＳ５０１では、ユーザが、測定に先立って、操作部１１２を介して保持操作を行い、被検体１０１を仮に固定する。
【００７４】
ステップＳ５０２では、ユーザが、表示部１１５上に表示される測定支援画面（図４参
照）で、操作部１１２を介して測定パラメータを設定する。ここで設定される測定パラメータは、測定位置や測定領域、信号の取得ピッチ（信号解像度）などである。説明のため、この時の設定値や、ステップＳ５０１での仮の固定状態における保持距離や保持力を、仮設定と表記する。
【００７５】
ステップＳ５０３では、制御部１１１が、ステップＳ５０１とステップＳ５０２で決定される仮設定の値に基づいて、超音波測定を行うための制御情報を生成する。そして測定時間算出部１１４が、生成された制御情報に基づいて、測定パラメータ領域４０１Ｂに表示する測定時間を算出する。
ステップＳ５０４では、表示部１１５が、算出された測定時間を測定パラメータ領域４０１Ｂに表示する。
【００７６】
ステップＳ５０５では、ユーザが、被検体１０１の保持調整が確定したかどうかを入力する。具体的には、保持制御部１０３のロック機構のスイッチが入れることで確定させてもよいし、装置情報領域４０１Ｃに保持確定ボタンを配置し、同ボタンを押下して確定させても良い。確定した場合（Ｓ５０５＝Ｙｅｓ）、ステップＳ５１０へ処理を移行する。確定していない場合（Ｓ５０５＝Ｎｏ）、ステップＳ５０６へ処理を移行する。
【００７７】
ステップＳ５０６では、ユーザが操作部１１２を介して保持操作を行って、被検体１０１の保持状態を調整する。
ステップＳ５０７では、制御部１１１が、保持距離に連動して、測定に必要な制御情報を調整する。本実施形態では、図２や図３で説明したように、保持距離の深さに応じたフォーカス設定を行う。
【００７８】
ステップＳ５０８では、測定時間算出部１１４が、ステップＳ５０７での制御情報の調整の結果を受けて、保持調整により生じる測定時間の差分を算出する。
ステップＳ５０９では、表示部１１５が、装置情報領域４０１Ｃに、算出された測定時間の差分をリアルタイムに表示する。
なお、ステップＳ５０５における判定は定期的に、またはユーザの指示等により行われ、保持調整が確定するまでＳ５０６〜Ｓ５０９が繰り返される。
【００７９】
続いて、保持距離が確定した後の動作を説明する。
ステップＳ５１０では、制御部１１１が、保持調整が確定した時点での保持情報から測定の制御情報を生成する。そして測定時間算出部１１４が、生成された制御情報から測定時間を算出しし、測定パラメータ領域４０１Ｂの表示を更新する。また、測定パラメータ領域４０１Ｂに表示する保持距離も併せて更新する。
【００８０】
ステップＳ５１１では、ユーザが最終的に測定パラメータを確認する。測定パラメータを確定させる場合（Ｓ５１１＝Ｙｅｓ）、ステップＳ５１２へ処理を移行する。測定パラメータを変更する場合（Ｓ５１１＝Ｎｏ）、ステップＳ５０２に処理を移行する。
【００８１】
ステップＳ５１２では、ユーザからの測定開始指示を受けた制御部１１１が、移動制御部１０９と走査制御部１１０を制御して、超音波信号を取得する。
ステップＳ５１３では、取得した超音波信号に様々な処理を施し、最終的に画像構成部１１３が３次元の超音波画像を生成する。
ステップＳ５１４では、表示部１１５が超音波画像を表示する。
【００８２】
以上の処理により、測定に向けた保持調整において、保持状態の生じる測定時間の差分を保持調整に連動してリアルタイムに提示することができる。
【００８３】
本実施形態によれば、保持板により被検体を保持する超音波測定装置において、被検体の保持状態、特に保持距離と、保持力との関係を提示し、測定時間と保持力により定まる被検者の負担を考慮した設定を行うことができる。測定時間を算出するにあたっては、特に、測定の深さと超音波ビームのフォーカスの数に基づいた処理が行われる。
【００８４】
さらに、保持距離の調整によって保持力と測定時間の関係がどう変化するかをリアルタイムで提示できる。そのため、より強い保持力を許容して測定時間を短縮するか、保持力を緩和して長い測定時間を許容するかについて、ユーザと被検者間での合意を支援することができる。
【００８５】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態を図に従って説明する。本実施形態の被検体情報取得装置も、第１の実施形態と同様、超音波エコー技術を利用したものである。
【００８６】
第１の実施形態では、保持距離に応じたフォーカスの数に基づいて変化する探触子の移動速度から、測定時間の差分を算出していた。そして、保持距離に連動してリアルタイムにユーザに提示していた。
本実施形態では、保持距離に応じて超音波の電子走査の範囲および探触子の２次元走査を制御することにより生じる測定時間の差分を算出する。そして、保持距離別に一覧提示することにある。以下、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。
なお、本実施形態における超音波測定装置の装置構成は、図１に示した第１の実施形態のものと同様であり、説明を省略する。
【００８７】
図６は、本実施形態における超音波データの取得方法を説明する概念図である。図２と同様、図６（ａ）は保持された被検体１０１を、探触子１０４が接する保持板１０２Ｂの側から見た正面図、図６（ｂ）はその側面図をそれぞれ示している。
【００８８】
符号６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃ、６０２Ｄ、６０２Ｅは各ｙ軸位置（探触子の副走査位置）における、探触子１０４の移動軌跡（主走査）を示しており、この２次元走査の結果、超音波データ６０１が取得される。すなわち、符号６０１は、得られた超音波データを模式的に示したものである。また符号６０３Ａ、６０３Ｂ、６０３Ｃ、６０３Ｄ、６０３Ｅは、超音波データ６０１を構成する部分データを示す。なお、特に部分データ６０３Ａ〜Ｅを区別する必要がない場合には、単に部分データ６０３と表記する。
【００８９】
本実施形態における測定深度６０５は、図２における測定深度２０５に比べて長い。本実施形態では、この測定深度６０５を測定可能に制御された１つの超音波ビーム６１１を形成する。しかしながら測定深度６０５が長いために、超音波送受信の１回の時間を長くとる必要がある。
【００９０】
また、第１の実施形態（図２）と同様、探触子１０４の移動速度は、細かく定期的な超音波信号との取得ピッチに対して一定に制御されるものとする。
探触子１０４が一定の速度で連続的に移動している中で、信号取得ピッチに従って超音波信号の取得を繰り返すためには、探触子１０４が信号取得ピッチを移動する間に超音波ビームの送受信を完了できる回数が制限を受けることになる。
【００９１】
符号６０４は部分データ６０３Ａ〜６０３Ｅを取得するための超音波ビームの電子走査幅を示す。そして、長い測定深度６０５に対してこの電子走査幅６０４を狭い範囲に限定して超音波６１１の送受信回数を制限している。符号６１３はその電子走査方向を示す。
【００９２】
超音波の電子走査幅６０４は部分データ６０３のｙ軸方向の幅に一致するため、長い測
定深度６０５に対して超音波データ６０１を取得するためには、部分データ６０３Ａ〜Ｅを取得する必要がある。そのため、部分データ６０３の取得を５回繰り返すように、探触子１０４の２次元走査を制御する。
なお、図６での例では２次元走査に対して部分データ６０３の取得回数が多いため、保持距離、すなわち測定深度に対して測定時間が長くなる。
【００９３】
続いて、第２の実施形態における浅い保持距離に適応した超音波データの取得方法を、図７を用いて説明する。図６と同様、図７（ａ）は保持された被検体１０１を、探触子１０４が接する保持板１０２Ｂの側から見た正面図、図７（ｂ）はその側面図を示している。本図における測定深度７０５は、図６における測定深度６０５より短い。
【００９４】
符号７０２Ａ、７０２Ｂ、７０２Ｃは各ｙ軸位置（探触子の副走査位置）における、探触子１０４の移動軌跡（主走査）を示している。符号７０３Ａ、７０３Ｂ、７０３Ｃは超音波データ７０１を構成する部分データを示している。
符号７０４は部分データ７０３Ａ〜７０３Ｃを取得するための超音波ビーム７１１の電子走査幅を示しており、浅い測定深度７０５に対して、超音波ビーム７１１の送受信回数を増やして電子走査幅７０４を広い範囲に拡張できることを示している。
【００９５】
なお、第２の実施形態では、測定ごとに探触子１０４の主走査方向の移動速度を変更せず、装置として決められた一定の移動速度でのみ測定を行うものとする。すなわち、図６と図７では同じ速度で移動するものとする。
【００９６】
短い測定深度７０５を測定するのに好適な形状に制御された超音波ビーム７１１により測定を行う。ここで、浅い測定深度では、超音波ビーム送受信の１回１回の時間が短くなる。そのため、探触子１０４が信号取得ピッチを移動する間に、より多くの超音波ビーム７１１の送受信を行うことできる。
【００９７】
ここで、短い測定深度７０５に対して超音波データ７０１を取得するためには、部分データ７０３の取得を３回だけ繰り返すように探触子１０４の２次元走査を制御すればよい。その結果、図６で示した２次元走査に対して部分データ７０３の取得回数を低減することができるため、測定深度７０５に対して測定時間を短くできる。
【００９８】
以上、図６と図７で説明したように、保持距離に対して超音波の電子走査範囲、すなわち部分データのｙ軸方向の幅と、付随して探触子１０４の２次元走査を制御することで、保持距離を短く設定した場合に測定時間を短縮することができる。なお、図６と図７で１つの超音波ビーム６１１、７１１を用いて測定を行うように表記、説明したが、フォーカスの深さが異なる複数の超音波ビームを用いて測定を行ってもよい。
【００９９】
図８は、第２の実施形態における、保持調整により生じる測定時間の差分の提示方法を説明する概念図である。本実施形態の測定情報領域８０１においては、装置情報領域８０１Ｃの表示が特徴的な部分である。
【０１００】
装置情報領域８０１Ｃには、図４と同様に、「保持調整中」という文字と、保持調整により変動する保持距離の数値とが表示されている。そして本実施形態では、保持距離別の測定時間の差分が表示される。なお、表示される測定時間の差分は、保持調整開始前の時点で設定されている測定パラメータに基づいて算出される。
【０１０１】
また図８では、図４（ａ）で説明したような、保持距離に応じて測定時間の差分が不連続に切り替わる場合を前提として、提示方法を表形式の一覧表示とした。しかし、測定時間の差分が連続的に変化する場合は、保持距離と測定時間の２軸で構成されるグラフで提
示する形態でもよい。
【０１０２】
以上のように、保持調整の開始と同時に、保持距離別の測定時間の差分を一覧表示することで、被検者の負担に配慮するための目安を一挙に得ることができ、ユーザと被検者の意志確認がしやすくなる。
【０１０３】
図９は、図６〜図８で説明した本実施形態における処理を示すフローチャートである。なお、第１の実施形態における図５のフローチャートとの違いは、ステップＳ９０１とＳ９０２である。
【０１０４】
ステップＳ９０１では、制御部１１１が、これまでの処理で決定している仮設定の値に基づいて、測定を行うための制御情報を生成する。そして測定時間算出部１１４が、生成された制御情報に基づいて、保持距離別の測定時間の差分を算出する。算出方法は、保持距離に応じて不連続に測定時間が切り換わる場合には、仮設定の値をテーブル等に当てはめて算出すればよい。また、連続的に測定時間が変化する場合には、保持距離を、保持制御部の距離精度以上の任意の数値ずつ変化させて算出すればよい。
【０１０５】
ステップＳ９０２では、表示部１１５が、装置情報領域８０１Ｃに、ステップＳ９０１で算出された測定時間の差分を表示する。
なお、本実施形態では、保持距離別の測定時間の差分を一覧表示するため、保持操作に応じてリアルタイムで更新する必要がない。そのためステップＳ９０１およびＳ９０２は、ステップＳ５０５〜ステップＳ５０６の繰り返し処理の中で、最初に一度実施されればよい。
【０１０６】
以上の処理により、保持調整により生じる測定時間の差分を、保持調整開始と同時に保持距離別に一覧提示することができる。
本実施形態によれば、保持板により被検体を保持する超音波測定装置において、被検体の保持距離と保持力との関係を一覧形式で提示し、測定時間と保持力により定まる被検者の負担を考慮した設定を行うことができる。
【０１０７】
図９で示したように、保持調整の開始時に保持距離別の測定時間の差分情報を一挙に提示できる。その結果、ユーザは、被検者の負担の度合いに配慮した保持設定を行うことができる。
【０１０８】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態を図に従って説明する。本実施形態の被検体情報取得装置は、光音響効果を利用して生体情報を可視化する光音響測定装置である。上記の各実施形態とは異なる特徴的な部分を中心に説明する。
【０１０９】
なお、本実施形態において、計測とは１回の計測光の照射の結果生じる光音響波を検出するまでの処理を示すものとする。これは説明の理解を助けるために、上記の各実施形態における測定という用語を置き換えるものである。また、被検体に対して探触子を２次元走査しつつ計測を繰り返し、３次元の光音響波画像の生成に十分な光音響データが取得されるまでの処理を、撮像と呼ぶこととする。
【０１１０】
図１０は、本実施形態における光音響測定装置の装置構成の概略図である。本実施形態における光音響測定装置は、図１と比べ一部の構成が変更されている。光音響測定装置は、計測光を照射する照射ユニット１００１、光音響波を検出する光音響検出ユニット１００２、光音響検出ユニット１００２が検出した信号を増幅してデジタル信号に変換する光音響計測部１００６を含む。光音響測定装置はまた、検出した光音響信号の積算処理や記
録処理などを行う信号処理部１００７、計測位置を２次元的に制御する移動制御部１００９、光音響データから光音響画像を構成する画像構成部１０１３を含む。その他の構成要素は上記実施形態と同様である。
【０１１１】
照射ユニット１００１は、被検体１０１に計測光を照射する。照射ユニット１００１は、５３０〜１３００ｎｍの近赤外領域に中心波長を有するパルス光（幅１００ｎｓｅｃ以下）を発するレーザ光源からの計測光を被検体に導光する照射光学系と、保持板１０２Ａに対する光照射位置を移動させる移動機構から構成される。
【０１１２】
図示しない光源は、一般的に近赤外領域に中心波長を有するパルス発光が可能な固体レーザ（例えば、Ｙｔｔｒｉｕｍ−Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ−ＧａｒｎｅｔレーザやＴｉｔａｎ−Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザ）が使用される。なお、計測光の波長は、計測対象とする生体内の光吸収物質（例えばヘモグロビンやグルコース、コレステロールなど）に応じて５３０ｎｍから１３００ｎｍの間で選択される。
例えば乳がん新生血管中のヘモグロビンを計測対象とする場合、一般的に６００〜１０００ｎｍの光を吸収し、一方、生体を構成する水の光吸収が８３０ｎｍ付近で極小となるため７５０〜８５０ｎｍで光吸収が相対的に大きくなる。また、ヘモグロビンの状態（酸素飽和度）により光の吸収率が変化するため、この波長依存性を利用することで生体の機能的な変化も計測できる。
【０１１３】
また照射ユニット１００１内部には、計測光の照射を検知し、それと同期して光音響信号の検出あるいは記録を制御するために、図示しない光学機構を備える。計測光の検知は、被検体１０１に照射される計測光の一部をハーフミラーなどの光学系により分割して、光センサに導光することにより行う。計測光を検知すると、光音響信号の検出同期信号を光音響検出ユニット１００２に伝える。
【０１１４】
光音響検出ユニット１００２は、照射ユニット１００１から送出される検出同期信号に従って、被検体１０１で生じた光音響波を検出して電気信号に変換する。光音響検出ユニット１００２は、２次元状に整列された複数の音響素子から構成される探触子１００３と、保持板１０２Ｂに対して探触子位置を移動させる図示しない移動機構から構成されている。本実施形態においても、探触子１００３はどのような方式のものでも用いることができる。
なお、計測光の形状は、探触子１００３の形状と略一致するように２次元的な広がりをもって形成される。
【０１１５】
光音響計測部１００６は、光音響検出ユニット１００２で生成された微弱な光音響波の信号を増幅してデジタル信号に変換する。光音響計測部１００６は、光音響検出ユニット１００２が出力したアナログ信号を増幅する信号増幅部と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部から構成される。信号増幅部では、計測深度によらずに均一なコントラストをもつ光音響画像を得るために、計測光の照射から光音響波が探触子１００３に到達する時間に応じて増幅利得を増減する制御などを行う。
【０１１６】
信号処理部１００７は、光音響計測部１００６により計測された光音響信号に対して、探触子１００３の音響検出素子の感度ばらつき補正や、物理的または電気的に欠損した素子の補完処理、ノイズ低減のための積算処理などを行う。また、図示しない記録媒体への光音響信号の記録を行う。積算処理により、被検体１０１の同じ位置の計測を繰り返し行い、加算平均処理を行うことでシステムノイズを低減して光音響信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。光音響信号処理により３次元の光音響画像の生成に必要な光音響データが生成される。
【０１１７】
被検体内部の光吸収物質が発する光音響波を検出して得られる光音響信号は一般的に微弱な信号である。そこで、計測光を複数回照射し、それぞれの照射で得られた複数回の光音響信号を積算してＳ／Ｎ比を向上させることで、画像診断に好適な光音響画像を生成可能な光音響データを得ることができる。
【０１１８】
移動制御部１００９は、照射ユニット１００１と光音響検出ユニット１００２を同時に駆動して、計測位置を保持板上で２次元走査させる。このとき、計測光の光軸を探触子の中心と一致させる。２次元走査により、小型の探触子でも広い撮像範囲を得ることができ、例えば乳がん診断ではフルブレストの光音響画像の撮像が可能になる。移動制御により好適な計測位置に達すると、移動制御部１００９は照射ユニット１００１に計測光の照射を指示する。
【０１１９】
画像構成部１０１３は、信号処理部１００７により生成される光音響データに基づいて、被検体１０１の光学特性分布の情報を画像化し、表示部１１５に表示する光音響画像を構成する。また、構成した光音響画像に対して、輝度の調整や歪補正、注目領域の切り出しなどの各種補正処理を適用して、より診断に好ましい情報を構成する。さらにユーザによる操作部１１２の操作に従って、光音響画像の構成に関するパラメータや表示画像の調整などを行う。
【０１２０】
以上の構成を有する光音響測定装置において、保持距離に対して撮像動作を適応させて光音響データを取得し、３次元の光音響画像を表示するとともに、保持調整により生じる撮像時間の差分を提示することができる。
【０１２１】
図１１は、本実施形態における光音響データの取得方法を説明する概念図である。図１１（ａ）は保持された被検体１０１を、探触子１００３が接する保持板１０２Ｂの側から見た正面図、図１１（ｂ）はその側面図を示している。
【０１２２】
符号１１０２は、探触子１００３の２次元走査の移動軌跡を示しており、この２次元走査を指定された撮像領域で完了すると、光音響データ１１０１が取得される。すなわち、符号１１０１は、光音響データを模式的に示したものである。また、符号１１０３は、探触子１００３の主走査方向の移動速度を矢印の長さで模擬的に示すものである。なお、斜線で示した領域は、光音響波信号データを取得済みの領域を示している。
【０１２３】
計測光により探触子１００３に対向する被検体領域を照明することで、その直方体形状の被検体領域を画像化するのに必要な光音響波信号データを取得できる。このとき、探触子１００３の移動軌跡１１０２上での移動量を制御しつつ、データ取得領域に重なりができるように光音響データを取得することにより、１ボクセルに対して積算処理を行うことができる。
【０１２４】
探触子１００３は２次元状に配置された複数の音響検出素子により構成される。そのため、光音響波信号データの取得領域の重ね方をｘ軸方向またはｙ軸方向の２軸で制御することにより、光音響データ１１０１の積算処理を制御することができる。これにより画像診断に必要な積算回数を満足することができる。
【０１２５】
照射された計測光は被検体内部で拡散、減衰しながら被検体１０１の深部へと深達するため、深部に位置する光吸収物質に到達する光エネルギーが希薄となり、結果光音響波信号が微弱となる。そこで、図１１（ｂ）のように撮像深度１１０５が長い場合、積算回数を増やす必要がある。積算回数を多くするためには、例えばｘ軸方向には、計測光の発光周期に合わせて探触子の１素子分の距離だけ移動させながら計測を繰り返す。またｙ軸方向には、探触子のｙ軸方向の大きさの１／３ずつ移動制御を行うことで、積算数を増加す
ることができる。
【０１２６】
続いて、保持距離が短い場合の光音響データの取得方法を、図１２を用いて説明する。図１１と同様、図１２（ａ）は保持された被検体１０１を、探触子１００３が接する保持板１０２Ｂの側から見た正面図、図１２（ｂ）はその側面図を示している。
【０１２７】
符号１２０２は探触子１００３の２次元走査の移動軌跡を示しており、この２次元走査の結果、光音響データ１２０１が取得される。また、符号１２０３は、探触子１００３の主走査方向の移動速度を矢印の長さで模擬的に示すもので、図１１の符号１１０３に比べて矢印が長く、移動速度が早くなっていることを示している。
【０１２８】
撮像深度１２０５が短い場合、被検体１０１の深部まで計測光が到達するため、光音響信号のＳ／Ｎ比を高くすることができる。その結果、積算回数を間引くことが可能となる。例えばｘ軸方向には、計測光の発光周期に合わせて探触子の３素子分の距離だけ移動させながら計測を繰り返す。またｙ軸方向には、探触子のｙ軸方向の大きさの１／２ずつ移動制御を行うことで、積算回数を間引くことができ、測定時間の短縮につながる。
【０１２９】
以上、図１１と図１２で説明したように、制御部１１１が保持距離に対して光音響データの積算回数を調整した制御情報を生成して撮像動作を制御することで、保持距離を短く設定した場合に撮像時間を短縮することができる。
【０１３０】
また、測定時間算出部１１４は、制御部１１１が生成した制御情報に基づいて、計測時間の差分を単純に提示する方法と、一覧形式で提示する方法のいずれの方法を採用することもできる。
【０１３１】
保持距離に対して適切な積算回数を算出して自動調整を行うためには、例えば、光音響データの取得の事前に計測を１回行い、検出される光音響波信号からＳ／Ｎ比を算出して必要な積算回数に調整する方法がある。
【０１３２】
本実施形態によれば、保持板により被検体を保持する光音響測定装置において、被検体の保持状態、特に保持距離と、保持力との関係を提示し、測定時間と保持力により定まる被検者の負担を考慮した設定を行うことができる。
その際、保持力の差分と測定時間の差分との関係性を任意の方式で提示できるので、ユーザあるいは被検者にとって、計測時の負担が理解しやすくなる。
【０１３３】
＜その他の実施形態＞
本発明は、上記の各実施形態の被検体情報取得装置を用いた被検体情報取得方法としても、被検体情報取得装置の制御方法としても、捉えることができる。さらに、これらの方法を情報処理装置に実行させるプログラムとしても、かかるプログラムを格納した記憶媒体としても捉えることができる。
【０１３４】
本発明はまた、保持手段による被検体の保持状態と、前記被検体から伝播する音響波を受信する探触子の前記保持状態における音響波の取得時間との関係を表す情報を提示することを特徴とする提示方法として捉えることもできる。
【符号の説明】
【０１３５】
１０２：保持板，１０３：保持制御部，１０４：探触子，１０７：信号処理部，１１１：制御部，１１３：画像構成部，１１４：測定時間算出部
【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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【図１１】
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【図１２】
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