(57)【要約】【課題】光音響診断装置の３次元再構成画像を、汎用的なデータの利便性を維持して照射光の情報を含む撮影データを保存し、冗長なデータ記録や、解析処理の必要なく、容易に照射光を考慮した表示、解析機能を行えるようにすることである。【解決手段】光源と、光源からの照射光を受けた被検体から発生する音響波を検出する検出手段と、音響波を用いて被検体内の特性情報を生成する処理手段と、特性情報を、照射光に関する情報と関連付けて記録する記録手段を有する被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図１
2014018369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの照射光を受けた被検体から発生する音響波を検出する検出手段と、
前記音響波を用いて前記被検体内の特性情報を生成する処理手段と、
前記特性情報を、前記照射光に関する情報と関連付けて記録する記録手段と、
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】
前記記録手段は、前記特性情報を、当該特性情報を生成するために用いた音響波を発生させた照射光に関する情報と関連付けて記録する
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】
前記処理手段は、前記被検体を複数の単位領域に分割し、当該単位領域ごとに前記特性情報を生成するものであり、
前記記録手段は、前記単位領域ごとの特性情報を、当該単位領域の特性情報を生成するために用いた音響波を発生させた照射光に関する情報と関連付けて記録する
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】
前記照射光に関する情報には、前記単位領域に対する前記照射光の角度が含まれる
ことを特徴とする請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記照射光に関する情報には、前記照射光の強度および波長の少なくとも一方が含まれる
ことを特徴とする請求項３または４に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記照射光に関する情報には、前記単位領域のそれぞれにおいて前記特性情報を生成するために光が照射された回数が含まれる
ことを特徴とする請求項３ないし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】
前記照射光に関する情報には、前記照射光が前記単位領域に到達するまでの減衰に関する情報が含まれる
ことを特徴とする請求項３ないし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】
前記特性情報に基づく画像と、前記照射光に関する情報と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３ないし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】
前記処理手段は、前記照射光に関する情報に基づいて、前記単位領域のそれぞれにおける画質を求め、
前記表示手段は、前記画質も表示する
ことを特徴とする請求項８に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
光源から被検体に照射光を発するステップと、
前記照射光を受けた被検体から発生する音響波を検出するステップと、
前記音響波を用いて前記被検体内の特性情報を生成するステップと、
前記特性情報を、前記照射光に関する情報と関連付けて記憶するステップと、
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。
【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およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を被検体に照射して内部の情報を得る光画像化技術の研究が医療分野で進められており、その一つにＰＡＴ（Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：光音響トモグラフィー）がある。ＰＡＴは、被検体内の光吸収体（吸収係数が高い領域）が照射光のエネルギーを吸収して体積膨張を起こし、音響波を発生させる光音響効果を利用して、被検体内部の光学特性値に関連した情報を可視化する技術である。情報を可視化する際には、被検体を取り囲む複数の個所で音響波を検出し、得られた信号を数学的に解析処理する。
【０００３】
ＰＡＴの技術を用いた光音響診断装置を用いれば、被検体内での初期音圧分布や光エネルギー吸収密度分布などの情報が得られ、新生血管の増殖を伴う悪性腫瘍の場所の特定などに利用できる。以降の説明では、初期音圧分布の説明に、光エネルギー吸収密度分布の記述も含まれるものとする。このような初期音圧分布に基づき３次元再構成画像を生成、表示することは、診断の際に生体組織の内部を把握するために有用である。
【０００４】
一方、近年の情報処理装置の進歩とデータ容量の増加に伴い、医療分野において、ＣＴやＭＲＩのような、人体の３次元画像の利用頻度が増加している。本来、医用画像診断においては、複数のモダリティの検査結果の比較や、術後の経過観察等のために、全てのデータが長期保存されることが望ましい。しかし、３次元画像データは一般に大容量であり、長期保存のためには、冗長なデータをなるべく軽減する必要がある。
【０００５】
また、３次元画像データの形式としては、用途ごとの特殊なフォーマットよりも、ボリュームデータのような一般的な形式の方が、汎用性が高く様々なソフトウェアで利用できるとともに、データ解析も容易である。従って、光音響診断装置においても、ボリュームデータの形式で３次元画像を出力することが望ましい。
【０００６】
ここで、ＰＡＴにおける再構成画像の特性について説明する。ＰＡＴでは、被検体全体を取り囲む閉じられた空間表面（特に球面状測定表面）の様々な点で、理想的な音響検出器（広帯域・点検出）によって音響波の時間変化を測定すれば、理論的には光照射で生じた初期音圧分布を完全に可視化できる。また、閉じられた空間でなくとも、被検体に対して円柱状あるいは平板状に測定すれば、光照射により生じた初期音圧分布をほぼ再現できることが知られている（非特許文献１参照）。
【０００７】
式（１）は光音響波動方程式と言われる偏微分方程式であり、この式を解けば、初期音圧分布からの音波伝播を記述でき、どの場所で音響波がどのように検出できるかを理論的に求めることができる。
【数１】
2014018369.tif 000003
ここで、ｒは位置、ｔは時間であり、ｐ（ｒ，ｔ）は音圧の時間変化、ｐ０（ｒ）は初期音圧分布、ｃは音速である。δ（ｔ）は光パルスの形状をあらわすデルタ関数である。
【０００８】
一方、ＰＡＴの画像再構成とは、検出点で得られた音圧ｐｄ（ｒｄ，ｔ）から初期音圧分布ｐ０（ｒ）を導き出すことであり、数学的には逆問題と呼ばれる。以下にＰＡＴの画像再構成手法で代表的に使われているＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）法に関して説明する。式（１）の光音響波動方程式を周波数空間上で解析することで、ｐ０（ｒ）を求める逆問題を正確に解くことができる。その結果を時間空間上で表したのがＵＢＰである。最終的に以下のような式（２）が導かれる。
【数２】
2014018369.tif 000004
ここで、Ω０は任意のボクセル（単位領域）に対する全体の測定エリアＳ０の立体角である。
【０００９】
さらに、式を分かりやすく変形すると、以下の式（３）となる。
【数３】
2014018369.tif 000005
ここでｂ（ｒ０，ｔ）は投影データ、ｄΩ０は任意の観測点Ｐに対する検出器ｄＳ０の立体角である。この投影データを式（３）の積分に従って逆投影することで初期音圧分布ｐ０（ｒ）を得ることができる。
【００１０】
なお、ｂ（ｒ０，ｔ）とｄΩ０は、以下の式（４）、式（５）で表わされる。
【数４】
2014018369.tif 000006
ここで、θは検出器と任意の観測点Ｐとがなす角度である。
【００１１】
音源の大きさに比べて、音源と測定位置の距離が十分大きい場合（遠距離音場近似）、以下の式（６）となる。
【数５】
2014018369.tif 000007
【００１２】
このときｂ（ｒ０，ｔ）は、以下の式（７）となる。
【数６】
2014018369.tif 000008
【００１３】
このようにＰＡＴの画像再構成では、検出器で得られた検出信号ｐ（ｒ０，ｔ）を時間微分することで投影データｂ（ｒ０，ｔ）を得て、式（３）に従って逆投影することで、初期音圧分布ｐ０（ｒ）が求められる（非特許文献１参照）。
【００１４】
ただし、式（３）を求めるために利用した式（１）は、「音速一定」、「全方位からの測定」、「インパルス的光励起」、「広帯域での音響波検出」、「ポイントでの音響波検出」、「連続的な音響波のサンプリング」を仮定している。現実的には、これらの仮定を満たす装置の実現は容易ではない。
【００１５】
例えば現実には、被検体全体を囲む閉じた空間表面全体で音響波検出情報を得ることは困難である。また、音響波の測定領域を大きくするには、音響検出器のサイズや素子数、および各素子の信号処理、制御部を増大させる必要があり、製造コストの増加につながる。このような事情から、ＰＡＴの技術を用いた実用的な測定装置は、被検体の特定の方向から、限られた大きさの探触子を用いて音響波を検出することが多い。
【００１６】
このような装置の一例として、特許文献１で開示されている、平板型測定系のＰＡＴがある。特許文献１では、平板で挟まれた被検体に光を照射し、平板上に配置された音響波検出器で音響波を検出する。なお、光の照射及び音響波の検出が複数回行われて、測定値を平均する場合もあり、Ｓ／Ｎ比を向上させるなどの効果が得られる。
【００１７】
また、光音響診断装置における再構成画像の画質（Ｓ／Ｎ比やアーチファクトの程度）は、上記のような音響波の検出条件に加え、光の照射条件の影響を受ける。被検体の外部から光を照射した場合、被検体の表面付近から深部に至るにつれて、生体組織での吸収により光量は減衰する。しかし、被検体に理想的な条件で光を照射することは事実上困難である。
【００１８】
一方、照射された光の被検体内部での強度を推定することも考えられる。すなわち、被検体の部位に応じた吸収係数を考慮して、照射時の光量がどの程度減衰するかを求め、光エネルギー分布を推定する方法である。しかし、これらの推定結果を用いて光音響波の信号値を補正したとしても、アーチファクトや信号値の誤差を完全に除去することは難しい。
【００１９】
さらに、被検体に対する撮影装置内の光学系に影響する要因すべてを記録すると、膨大なデータとなる。また、装置ごとのスペックや設定を記録し、後からシミュレートするような方法では、記録方法も、利用方法も特殊なものとなってしまう。また、記録されたデータから照射光に関する情報を算出するにも、かなりの手間と時間を要する。
【００２０】
また、光音響診断装置の再構成画像を医用診断に用いる場合、再構成画像内の信頼度の相違や光学的な条件の影響を把握できることが必要である。しかし、従来は、光照射条件が装置内部の設計や仕様に依存しており、装置依存の情報（例えば、装置の設定値や撮影条件）として記録されていた。また、記録した情報を元に照射光の条件を再現する際の、情報解析の手間が膨大であった。光音響診断装置においても、個々の照射光に関する情報を再構成画像ごとに保存する技術はなかった。
【００２１】
特許文献２の技術では、３次元画像を作成するコンピュータグラフィックスのレンダリング用に、仮想的な光源の情報を保存している。しかし、生体内部を撮影するときの照射光に関する情報を、再構成画像に対応する情報として保存することはできなかった。そのため、照射光の条件を考慮した上で再構成画像の表示、解析を行うには、装置依存の冗長なデータを記録し、手間のかかる解析処理を行う他なかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】米国特許第５８４００２３号公報
【特許文献２】特開２００６−０２３８２０号公報
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】ＰＨＹＳＩＣＡＬ  ＲＥＶＩＥＷ  Ｅ  ７１，  ０１６７０６（２００５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
光音響診断装置の撮影においては、被検体の内部で透過光の散乱や減衰があり、かつ、これらの傾向も被検体の領域により一様ではない（特に、照射面付近の浅い領域）。そのため、再構成により得られたボリュームデータ内でも、光音響波の発生条件は領域により異なる。また、被検体内の初期音圧分布を生成した３次元再構成画像から、光の照射や音響波の取得に関する諸条件から生じるアーチファクトや、算出値の誤差等を完全に解消することは困難である。
【００２５】
このような条件下で良好な画像再構成を行うためには、被検体内の各位置での光量を推定する必要があり、その基礎となるデータとして、照射光に関する情報を再構成画像とともに保存することが望まれる。しかし、測定装置に依存する形式ではなく、一般的、汎用的な形式で撮影時の照射光に関する情報を記録する技術は無かったため、再構成画像の表示や解析には、冗長なデータの使用と大きい手間が必要であった。
【００２６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光音響トモグラフィーの照射光に関する情報を、再構成画像に対応させて記録し、再構成画像の表示や解析の際に容易に利用可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は以下の構成を採用する。すなわち、光源と、前記光源からの照射光を受けた被検体から発生する音響波を検出する検出手段と、前記音響波を用いて前記被検体内の特性情報を生成する処理手段と、前記特性情報を、前記照射光に関する情報と関連付けて記録する記録手段と、を有することを特徴とする被検体情報取得装置である。
【００２８】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、光源から被検体に照射光を発するステップと、前記照射光を受けた被検体から発生する音響波を検出するステップと、前記音響波を用いて前記被検体内の特性情報を生成するステップと、前記特性情報を、前記照射光に関する情報と関連付けて記憶するステップと、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。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、光音響トモグラフィーの照射光に関する情報を、再構成画像に対応させて記録し、再構成画像の表示や解析の際に容易に利用可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】光音響診断装置の機能ブロックを示す図。
【図２】情報処理部の構成例を示す図。
【図３】光音響波信号計測部の構成例を示す図。
【図４】撮影開始から取得指示までの処理手順を示すフローチャート。
【図５】被検体、撮影領域および照射光の関係を示す図。
【図６】光音響波信号取得の処理手順を示すフローチャート。
【図７】被検体、小さい撮影領域および照射光の関係を示す図。
【図８】照射光の情報の変換と保存の手順を示すフローチャート。
【図９】小さい再構成領域に対する照射光を示す図。
【図１０】大きい再構成領域に対する照射光を示す図。
【図１１】再構成領域に対する単純化した照射光の情報を示す図。
【図１２】保存した照射光に関する情報の利用手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
本発明の被検体情報取得装置は、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、被検体情報分布を画像データとして取得する光音響効果を利用した装置を含む。
【００３３】
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。これらの特性情報を、被検体情報と称する。
【００３４】
本発明でいう音響波とは、疎密波であり、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、光音響波または光超音波と呼ぶ。音響検出器（例えば探触子）は、被検体内で発生した音響波を受信する。
【００３５】
＜実施形態＞
本実施形態の光音響診断装置は、光を被検体に照射して発生させた音響波を検出し、３次元再構成画像を生成する。本実施形態では、１回の撮影において、検出された音響波信号と共に、撮影領域に対して相対的に定まる座標系で利用できる、照射光に関する情報を生成する。さらに、上記の座標系や照射光に関する情報を記録データとして保存することにより、再構成画像のボリュームデータに基づく情報の表示や解析に扱いやすくする。
【００３６】
（機能ブロック図）
図１に、光音響診断装置の機能ブロックを示す。光音響診断装置は、情報処理部１０００、音響波信号計測部１１００によって構成されている。各機能ブロックを実施するための機器構成の例を図２、図３に示している。図２は、情報処理部１０００を実施する機器構成の一例である。また、図３は、光音響波信号計測部１１００を実施する機器構成の一例である。
【００３７】
光音響波信号計測部１１００は、音響波信号を計測する。光音響波信号計測部１１００
は、情報処理部１０００から指示された音響波計測方法に基づいて音響波計測の制御を行い、音響波検出器１１０５の各素子で検出された音響波に基づいて光音響波信号情報を生成し、情報処理部１０００に送信する。
【００３８】
ここで、音響波検出器１１０５は、例えば、音響波を検出する探触子である。また、光音響波信号情報とは、探触子の素子が検出した音響波信号や、音響波検出器１１０５の受信面上に配置された素子の位置に関する情報や感度、指向性に関する情報等の、受信素子の情報が該当する。また、音響波取得の撮影パラメータなどの、音響波信号取得時の条件も含まれる。
【００３９】
光音響波信号計測部１１００が探触子を移動して音響波を検出した場合には、探触子が音響波を検出した走査領域を受信領域とし、音響波を検出した素子の位置を受信領域上の素子位置として扱う。この場合の装置内部の座標系における受信領域の位置や、受信領域上の素子位置も、光音響波信号情報に含む。さらに、光源の制御や、被検体の圧迫に関する情報も、音響波信号取得時の条件として光音響波信号情報に含める。
【００４０】
光音響波信号情報に含まれる音響波信号については、受信した音響波信号そのものを送信してもよいし、素子の感度補正やゲイン補正等を施してから送信してもよい。また、１回の撮影処理で、同じ位置に対する複数回の光の照射と音響波信号の検出を繰り返す場合、その平均値を送信してもよい。なお、探触子が移動した場合でも、受信領域上の同一位置で、同じ能力の素子が検出していれば、上記平均値を求める基礎として良い。
【００４１】
光音響波信号情報のうち、実施形態に応じて静的な定数としても支障のない情報は、予め情報処理部１０００の主メモリ１０２や磁気ディスク１０３に記憶しておき、画像再構成時に読みだして利用してもよい。一方、撮影の度に動的に定まる情報は、その都度、光音響波信号計測部１１００から情報処理部１０００に送信する。例えば、音響波検出器１１０５の受信面上における素子の位置を、予め情報処理部１０００に記憶しておくことができる。
【００４２】
情報処理部１０００は、ユーザーからの撮影に関する指示を取得し、再構成画像の画質を考慮して音響波計測方法を決定し、光音響波信号計測部１１００に対して撮影を指示する。また、情報処理部１０００は、光音響波信号計測部１１００から受信した光音響波信号情報を用いて３次元画像再構成処理を行い、画像を表示する。
【００４３】
次に情報処理部１０００の機能ブロックについて説明する。情報処理部１０００は、撮影指示情報取得部１００１、再構成方法決定部１００２、光音響波計測方法決定部１００３、光音響波計測方法指示部１００４、光音響波信号情報取得部１００５、再構成処理部１００６を含む。情報処理部１０００は更に、データ生成部１００７、データ記録部１００８、データ取得部１００９、データ解析部１０１０、表示情報生成部１０１１、表示部１０１２を含む。
【００４４】
撮影指示情報取得部１００１は、ユーザーにより入力部１０６を介して入力された撮影に関する指示を取得する。撮影に関する指示には、光音響波信号計測部１１００における撮影領域の指定情報や、再構成画像の画質を特定するための情報などがある。
【００４５】
撮影領域の指定は例えば、被検体の圧迫板上の２次元領域のみをユーザーに指定させ、光音響波信号計測部１１００が計測した被検体の厚さを元に、直方体の撮影領域を決定する方法を用いることができる。また、光音響波信号計測部１１００内の座標系で特定された領域をプリセット情報として情報処理部１００が記憶し、その領域の識別子を指定するような方法でもよい。
【００４６】
再構成画像の画質を特定するための情報としては、例えば、再構成処理に用いる音響波信号数がある。再構成領域内の各点で用いる音響波信号数や各点に必要とする音響波信号の各点に対する相対的な検出位置を指定することもできる。また音響波信号の検出位置は、有効な音響波信号として指定することもできる。探触子の素子の指向性の範囲に入りうる受信領域上の素子位置すべての位置で音響波検出信号が揃うこと等を条件にしてもよい。
【００４７】
このような音響波信号に関する条件によりアーチファクトの大きさや偏りを制限することができる。さらに、再構成アルゴリズムによっては、再構成アルゴリズムの特性に応じたパラメータを設定して指定することもできるし、音響波を検出する環境の音響特性や受信条件を追加してもよい。ユーザーの入力としては、あらかじめこれらをプリセットした画質レベルの選択するような入力方法で構わない。
【００４８】
撮影指示情報取得部１００１は、ユーザーからの撮影指示情報を取得し、再構成方法決定部１００２に送信する。
【００４９】
再構成方法決定部１００２は、撮影指示情報や画質に関する情報を用いて、予め記憶されている光音響波信号計測部１１００の能力や、再構成処理部１００６の能力に基づき、適切な再構成方法を決定する。再構成方法決定部１００２は、決定した再構成方法に基づき再構成指示情報を生成し、再構成処理部１００６に送信する。再構成方法決定部１００２は、また、光音響波計測方法決定部１００３に、再構成指示情報と撮影指示情報を送信する。ただし、撮影指示情報取得部１００１から光音響波計測方法決定部１００３に、じかに撮影指示情報を送信しても構わない。
【００５０】
再構成指示情報の例としては、撮影領域に相当する再構成領域に関する情報と、再構成アルゴリズム、再構成するボクセル（単位領域であり、２次元の場合はピクセル）の数やピッチ等の再構成処理のパラメータ等の情報がある。撮影領域内の音響波計測環境や、再構成処理が、同一の処理で実施できない場合は、撮影領域内を複数の再構成領域に分割し、各領域の再構成指示情報を複数生成する方法でもよい。
【００５１】
光音響波計測方法決定部１００３は、取得した再構成指示情報と撮影指示情報に基づいて、光音響波信号計測部１１００での音響波計測方法を決定する。例えば、光源や光路に関するパラメータ等、照射光制御に関わる設定情報を決定する。
【００５２】
また、探触子を走査して広範囲から信号取得する場合、光音響波計測方法決定部１００３は、撮影指示情報および再構成指示情報から、指示された撮影領域において指示された再構成方法で画像再構成するために必要な走査領域を算出する。このとき、撮影対象となる直方体の一面を走査領域とすることが一般的だが、必ずしもそれに限定されない。
【００５３】
光音響波計測方法決定部１００３は、受信領域上の素子位置のピッチも決定する。さらに、再構成処理の画質に関わるような音響波取得条件に関するパラメータや、信号の補正方法を決定してもよい。
【００５４】
光音響波計測方法決定部１００３は、これらの音響波信号の計測に必要な指示情報をまとめた音響波計測情報を生成し、光音響波計測方法指示部１００４に送信する。本実施形態においては、撮影ごとに音響波計測情報を生成しているが、予め作成しておいた音響波計測情報を選択して、その識別子を送信してもよい。
【００５５】
光音響波計測方法指示部１００４は、音響波計測指示情報を光音響波計測部１１００に
送信し、音響波計測を指示する。音響波計測指示情報自体を送信する方式でも、識別子を送信する方式でも構わない。
【００５６】
光音響波信号情報取得部１００５は、光音響波信号計測部１１００から光音響波信号情報を受信し、再構成処理部１００６に送信する。また、撮影領域に対する照射光に関する情報をデータ生成部１００７に送信する。
【００５７】
再構成処理部１００６は、画像再構成を行う領域内の各点ごとに、選択された音響波信号のみを用いて３次元再構成画像（ボリュームデータ）を生成する。すなわち、再構成処理部１００６は、再構成指示情報に従い、光音響波信号情報を用いて再構成処理を行う。画像再構成処理は、解析解による３次元画像再構成であれば、タイムドメイン法であっても、フーリエドメイン法であってもよい。これにより、被検体内の光学特性値分布（初期音圧分布や、そこから導かれる吸収係数分布）を示す３次元画像を生成し、内部の組成の違いを表示できる。このとき、光強度の補正を行なっても良い。
【００５８】
なお、光音響波信号計測部１１００における音響波計測の失敗などにより再構成領域や再構成パラメータに設定変更や補正が必要な場合は、このときに実施できる。光音響波信号情報内に音響波計測の実施状況に関する情報が含まれていれば、再構成指示情報と比較することで、補正の必要性の有無を判断できる。
【００５９】
再構成処理部１００６は、生成した再構成画像をデータ生成部１００７に送信する
データ生成部１００７は、再構成処理部１００６から受信した再構成画像と光音響波信号情報取得部１００５から取得した撮影領域に関する光照射に関する情報に基づいて、記録データを生成する。
【００６０】
記録データは、例えば、ボクセル（単位領域）ごとのボリュームデータに光照射に関する情報を付加したデータとして生成される。データフォーマットとしては、例えば、医用画像の標準的な規格となっているＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）を利用できる。光音響診断装置に関する情報は標準規格にはないが、光照射に関する情報をＰｒｉｖａｔｅ  Ｔａｇに格納することで、ボリュームデータの汎用性を維持しながら、冗長でなく扱いやすいデータにできる。これにより、ＤＩＣＯＭ画像に対応するＶｉｅｗｅｒの能力に応じた画像表示、解析機能などの汎用的な機能を利用できる。また、光照射に関する情報に対応したＶｉｅｗｅｒを用いれば、同一のデータファイルで光照射に関する表示、解析が可能である。
【００６１】
データ生成部１００７は、生成した記録データをデータ記録部１００８に送信する。
データ記録部１００８は、記録データを、磁気ディスク１０３のような記憶媒体に記録データファイル１２００として保存する。記憶媒体はどのような方式でも利用可能であり、ネットワーク経由で外部に記録してもよい。
【００６２】
データ取得部１００９は、記録データファイル１２００から、記録データを情報処理部１０００に取得し、データ解析部１０１０に送信する。
データ解析部１０１０は、受信した記録データから、そのデータフォーマットに基づいて再構成画像や光照射に関する情報を抽出し、表示情報生成部１０１１に送信する。
表示情報生成部１０１１は、再構成画像と、光照射に関する情報に基づいた表示情報とを生成する。
【００６３】
再構成画像に関しては、必要に応じて画像処理を施す。例えば再構成画像がボリュームデータのような３次元画像ならば、ボリュームレンダリング、多断面変換表示法、最大値
投影法等の方法を適用する。また、ディスプレイに表示可能な輝度値を考慮して画像処理を行う。また、光照射に基づく再構成画像を、他の情報と統合して表示してもよい。
【００６４】
照射光に関する情報に基づく表示情報の例としては、光の照射位置や照射面の識別を容易にするための、光の方向の情報や、光強度を示す情報がある。また、光の照射角に応じた光軸を表現する直線を表示情報に加えて生成してもよい。照射光に関する情報に基づいた情報表示や解析結果情報の表示など、様々な表示情報を生成できる。
【００６５】
表示情報生成部１０１１は、表示情報を表示部１０１２に送信する。
表示部１０１２は、生成した表示情報を表示するためのグラフィックカード、および、液晶やＣＲＴディスプレイのような、表示装置であり、表示情報生成部１０１１から送られた表示情報を表示する。
【００６６】
なお、光音響波信号計測部１１００と情報処理部１０００を一体として構成してもよい。また、本実施形態の機器構成に、光音響トモグラフィー以外のモダリティ（例えば超音波診断）による測定を行う機能を付加しても構わない。
【００６７】
図２は、情報処理部１０００の各部の機能をソフトウェアで実現するためのコンピュータの基本構成を示す図である。
【００６８】
ＣＰＵ１０１は、情報処理部１０００の各構成要素を制御する。主メモリ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行する制御プログラムを格納したり、ＣＰＵ１０１によるプログラム実行時の作業領域を提供したりする。磁気ディスク１０３は、オペレーティングシステム（ＯＳ）、周辺機器のデバイスドライバ、後述するフローチャートの処理を行うためのプログラム等を格納する。表示メモリ１０４は、モニタ１０５のための表示用データを一時記憶する。
【００６９】
モニタ１０５は、例えばＣＲＴディスプレイや液晶モニタ等であり、表示メモリ１２０４からのデータに基づいて画像を表示する。入力部１０６は、オペレータによる、マウスからのポインティング入力、及び、キーボードからの文字の入力等を受け付ける。
【００７０】
Ｉ／Ｆ１０７は、情報処理部１０００と外部との間で各種データのやりとりを行うためのものであり、ＩＥＥＥ１３９４やＵＳＢ、イーサネットポート（登録商標）等によって構成される。Ｉ／Ｆ１０７を介して取得したデータは、主メモリ１０２に取り込まれる。上記各構成要素は共通バス１０８により互いに通信可能に接続されている。
【００７１】
図３は、光音響波信号計測部１１００の構成の一例を示す図である。この構成を光音響波診断装置と捉えることができる。
【００７２】
光源１１０１は、レーザーや発光ダイオードなど、被検体への照射光の光源である。照射光は、被検体を構成する成分のうち特定の成分で吸収の度合いが強いと予想される波長の照射光を用いる。
【００７３】
制御部１１０２は、光源１１０１、光学装置１１０４や音響波検出器１１０５、位置制御手段１１０６の制御を行う。制御部１１０２はまた、音響波検出器１１０５で得られた光音響波の電気信号を増幅し、アナログ信号からデジタル信号に変換する。また、各種信号処理、各種補正処理を行う。また、不図示のインターフェースを介して、光音響波信号計測部１１００から、情報処理部１０００のような外部機器に音響波信号を送信する。
【００７４】
光源の制御の内容としては、レーザー照射のタイミング、波形、強度などの制御がある
。制御部１１０２はまた、音響波検出器１１０５による信号検出を、レーザー照射のタイミングと同期させる制御を行う。さらに、複数回のレーザーを照射して得られる素子ごとの音響波信号を加算平均して、素子ごとの音響波信号の平均値を算出してもよい。
【００７５】
光学装置１１０４は、例えば光を反射するミラーや、光を集光したり拡大したり形状を変化させるレンズなどである。光学装置は、光源から発せられた光１１０３が被検体１１０７に所望の形状で照射されれば、どのようなものでもよい。
【００７６】
なお、光源１１０１、光学装置１１０４を複数配置し、様々な方向から撮影領域に光を照射してもよい。さらに、光ファイバ等の光導波路を用いて、光源１１０１からの照射光を伝搬してもよい。このとき、複数の光源がある場合は、光源ごとに光ファイバを用意しても良いし、複数の光源からの光を一本の光ファイバにまとめても良い。
【００７７】
このような構成で、制御部１１０２の制御の元、光源１１０１で発生させた光１１０３を、光学装置１１０４を介して被検体１１０７に照射すると、被検体内の光吸収体１１０８が光を吸収し、光音響波１１０９を放出する。この場合、光吸収体１１０８が音源に該当する。
【００７８】
音響波検出器１１０５は、圧電現象を用いたトランスデューサー、光の共振を用いたトランスデューサー、容量の変化を用いたトランスデューサーなど、音響波を検出できればどのようなものでもよい。音響波検出器１１０５は、被検体１１０７に直に接触してもよいし、被検体を圧迫する平板１１１０越しに光音響波１１０９を検出してもよい。
【００７９】
本実施形態の音響波検出器としては、複数の素子が２次元的に配置されたものを用いる。このような２次元配列素子を用いることで、同時に複数の場所で音響波を検出することができ、検出時間を短縮できると共に、被検体の振動などの影響を低減できる。また、音響波検出器１１０５と被検体との間には、音響波の反射を抑えるためのジェルや水などの音響インピーダンスマッチング剤を使用してもよい。
【００８０】
ここで、被検体上の光照射領域や、音響波検出器１１０５は移動可能であってよい。光照射領域を移動させるためには、光学装置１１０４として可動式ミラーを用いる方法、光源自体を機械的に移動させる方法などがある。音響波検出器１１０５の位置は、位置制御手段１１０６により移動できる。位置制御手段１１０６の一例としては、位置センサーの情報に基づき平板１１１０上をモーターで移動する機構を用いる。
【００８１】
光照射領域や音響波検出器１１０５の位置は、制御部１１０２が同期して制御する。これにより、広範囲に光を照射し、かつ、照射領域に対して適切な位置にある音響波検出器で光音響波を検出することができるようになる。さらに、撮影領域に対する照射光に関する情報の生成も制御部１１０２が行う。
【００８２】
ここで、探触子を移動させる方法は、受信領域上の各位置の素子で検出された音響波信号を、その位置に素子を配置した探触子で検出した音響波信号とみなせれば、どのような移動方法でもよい。例えば、探触子の素子面が長方形の場合は、長方形の縦幅または横幅のサイズずつ探触子を移動し、移動後の各位置で静止して音響波を検出する、ステップアンドリピート方式でもよい。各位置での検出信号を合わせることで、大きいサイズの探触子を使ったとみなすことができる。あるいは連続的に探触子を移動させつつ測定を行なっても良い。
【００８３】
本実施形態においては、入力部１０６を介してユーザーに指示された撮影領域で画像再構成するのに必要な音響波を取得する。撮影領域は、撮影装置の仕様で定まる被検体を撮
影しうる領域内において、撮影ごとに指定される３次元領域である。
【００８４】
撮影領域の入力方法はどのような方法でもよい。例えば、撮影領域となる直方体の各頂点の座標や、撮影領域を示す数式でもよい。また、被検体を透明な平板越しにカメラで撮影した画像上で、ユーザーがマウスで矩形領域を指定し、その領域での被検体の奥行（平板からの厚さ）を計測して、撮影領域を特定しても良い。なお、撮影領域は必ずしも直方体でなくともよい。
【００８５】
次に、図４〜図１２までの図とフローチャートを用いて、本実施形態の処理手順を説明する。本実施形態では、指定された撮影領域に対して撮影処理を実行し、再構成画像に対する照射光の条件を保存し、保存されたデータを利用する。
【００８６】
図４は、ユーザーによる撮影のための操作入力後、情報処理部１０００が再構成方法と光音響波取得方法を決定して光音響波信号計測部１１００に送信するまでの手順を示したフローチャートである。
【００８７】
図４のフローチャートは、次の状況から開始される。まず、オペレータ（撮影技師）が被検体（例えば被検者の乳房）を保持板で固定した後、入力部１０２から撮影や画質に関するパラメータを設定し、撮影開始を指示する。
【００８８】
ステップＳ４０１において、撮影指示情報取得部１００１は、撮影に関する設定情報と、画質に関する設定情報を撮影指示情報として取得する。そして、取得した撮影指示情報を再構成方法決定部１００２に送信する。
撮影指示情報の例としては、撮影領域、光音響波取得に関する撮影パラメータなどがある。なお、適切な光照射方法をユーザーが設定するのではなく、撮影装置が自動的に設定するようにしてもよい。レーザーの強度や角度等、装置が取り得る範囲で設定を行う。また、画質に関わる音響波信号に関する情報も設定できる。
【００８９】
ステップＳ４０２において、再構成方法決定部１００２は、撮影指示情報と、あらかじめ記憶されている光音響波信号計測部１１００の光音響波信号計測に関する情報に基づいて再構成方法を決定する。
【００９０】
ここで、光音響波信号計測に関する情報とは、光音響波信号計測能力に関する情報である。例えば、撮影可能な領域に関するものでは、装置内の撮影可能領域の位置、サイズや、探触子を走査可能な領域、レーザーの照射可能範囲のような領域に関する情報がある。また、照射光に関しては、照射光の数や、波長、強度（または、密度分布）、制御しうる照射光の角度、探触子の移動速度や音響波取得の信号処理能力、レーザー照射間隔などの情報が含まれる。
【００９１】
再構成方法決定部１００２は、撮影指示情報に含まれる撮影領域を再構成領域とした場合に、指定された画質で実行可能な再構成方法を決定する。決定される再構成方法とは、再構成処理のアルゴリズムやパラメータなどである。また、追加で実施する補正方法（例えば光分布補正）も決定できる。
【００９２】
ステップＳ４０３において、撮影時における再構成処理の対象となる再構成領域を算出する。通常は、撮影領域が再構成領域となる。しかし、撮影領域と再構成領域が異なる場合もある。例えば、撮影領域と画質の両立や、再構成アルゴリズムの種類やパラメータ等の条件に対して装置の能力が不足する場合である。また、再構成処理時間、ひいては撮影処理全体の時間短縮のために、画質の悪いことが明白な領域を再構成領域から除いても良い。再構成方法決定部１００２は、算出した領域を特定するための情報を、再構成領域に
関する情報として生成する。
【００９３】
また、本実施形態では、撮影領域や再構成領域の光が照射される境界面が、被検体の境界面と一致する例について説明する。しかし、被検体内部を撮影領域として指定する場合、被検体内の光の透過散乱を計算することにより、撮影領域に到達する照射光を求められる。この場合、生体での透過散乱をガウス散乱のエネルギー分布に基づいて算出し、再構成領域の境界上の各位置における光の照射に関する情報とする。
【００９４】
再構成方法決定部１００２は、決定した再構成方法と再構成領域に関する情報を、再構成処理部１００６と光音響波計測方法決定部１００３に送信する。
【００９５】
ステップＳ４０４において、光音響波計測方法決定部１００３は、生成された受信領域で音響波を取得するために必要な光音響波計測部１１００の制御方法を決定し、光音響波取得に関する情報として生成する。例えば、探触子の走査方法や、光の照射の制御方法などがある。光音響波計測方法決定部１００３は、光音響波取得に関する情報を光音響波計測方法指示部１００４に送信する。
【００９６】
ここで、ユーザーに指定された撮影領域にもとづいて、光音響波計測方法決定部１００３が決定した光音響波取得に関する情報で決定される照射光と撮影領域の関係について、図５を用いて説明する。
【００９７】
図５において、被検者の一部である被検体５０１は、撮影装置内で固定されている。符号５０２は、保持板であると同時に探触子の走査面である。走査面５０２の厚さにより音響波、光の屈折、減衰などがあるが、ここでの説明の骨子には影響しないので、詳細には説明しない。保持板５０３は、走査面５０２との間で被検体５０１を保持し、両者は図３の平板１１１０に対応する。保持板５０３の使用により、撮影領域の境界と生体の境界をほぼ一致させることができる。また境界が平面となることから、光量などの算出が容易になる。
【００９８】
符号５０４は、走査面５０２と保持板５０３の間隔を示す。間隔５０４を計測することで、走査面から見た撮影領域の奥行きを算出できる。なお、被検体の形状、サイズや、撮影領域の３次元位置、領域の特定は、任意の方法でよい。形状サイズを計測するセンサーや、カメラ画像の画像から画像処理で導く方法など、撮影領域や再構成領域を特定し、装置内の照射光の情報と関連付けられる方法であれば、どのような方法でも構わない。
【００９９】
探触子５０５は、音響波検出器１００５を構成し、走査面上の走査領域を移動して音響波を検出する。符号５０６は探触子の走査領域の高さであり、図５中の紙面上下方向における走査領域の高さを示している。高さ５０６は、光音響波計測方法決定部１００３で算出された制御パラメータの一部である受信面の領域から求められる。
【０１００】
走査領域は、必ずしも撮影領域の境界面の大きさと一致しなくてもよい。これは、再構成処理に必要な光音響波を、再構成すべきボクセルに対してどの範囲から取得するかによる。この設定によっては、走査領域は撮影領域よりもやや大きい、または、やや小さい領域で有り得る。
【０１０１】
符号５０７は、照射光５０８を照射する側の撮影領域の境界面に対する法線である。撮影領域と再構成領域が一致する場合は、再構成領域の境界面に対する法線でもある。撮影領域に対する光の入射角５０９は、再構成領域の境界面に対する照射光の入射角に相当する。入射角５０９は、光学装置１１０４の仕様によっては、一定の場合もある。しかし、図示したように撮影領域と光学装置１１０４との相対的な位置関係に相違がある場合には
、照射光ごとに入射角が異なる。
【０１０２】
符号５１０は、保持板５０３と光学装置１１０４の射出口との距離である。光学装置１１０４の照射光の射出口の位置、照射角が決まっている装置であっても、保持板５０３での圧迫状況により、距離５１０は変化する。その結果、例えば照射光として拡散光を用いた場合、距離５１０に応じて撮影領域上の照射面のサイズが変化する場合がある。保持板５０３としては、光透過率の高いものが好ましい。また、保持板を透過する際の光の屈折を考慮して照射光の入射角を決定する。
【０１０３】
撮影領域５１１は、撮影指示情報でユーザーから指定された領域である。光音響波計測装置１１００は、撮影領域５１１の再構成画像を得られるように光照射位置と探触子位置を制御する。光照射及び光音響波の取得の回数、位置、方向や、同時に照射する本数などは、再構成方法などに応じて様々に決定できる。
【０１０４】
図４に戻って説明を続ける。ステップＳ４０５において、光音響波計測方法指示部１００４は、光音響波取得に関する情報に基づいて音響波計測指示情報を生成し、光音響波計測部１１００に送信する。なお、音響波計測指示情報は、例えば、光音響波計測部１１００に音響波取得を指示するコマンドやパラメータ群で構成される。
【０１０５】
以上の手順により、情報処理部１０００が再構成方法と光音響波取得方法を決定して光音響波計測部１１００に送信するまでの処理が実現できる。
【０１０６】
図６は、光音響波計測部１１００が光音響波計測を実施して光音響波信号情報を生成し、情報処理部１０００に送信するまでのフローチャートである。本フローは、情報処理部１０００の光音響波計測方法指示部１００４より送信された音響波計測指示情報を受信したところから開始する。
【０１０７】
ステップＳ６０１において、光音響波信号計測部１１００は、光学装置１１０４と音響波検出器１１０５を制御するための制御パラメータを決定する。例えば、撮影領域内の各照射位置や、同一位置に対する照射回数、照射タイミング、波長、強度（または、密度分布）である。また、複数のレーザー光を使用可能であれば、レーザー光の種類等の照射光の制御パラメータを決定する。音響波検出器１１０５の制御に関しては、探触子の位置、音響波計測のタイミングや時間等、光音響波を検出するための制御パラメータを決定する。光音響波計測に関する制御、および、制御パラメータの決定は、情報処理部１０００より送信された音響波指示情報に基づいて、制御部１１０２が行う。
【０１０８】
ステップＳ６０２において、制御部１１０２は、光照射位置と探触子位置の同期を取りつつ音響波を検出して、撮影領域の再構成に必要な分のデータを記録する。
【０１０９】
ステップＳ６０３において、撮影領域に対する照射光に関する情報を生成する。この情報には、照射光に関する装置依存の情報を撮影領域から相対的に扱えるように変換した情報と、変換の必要のない照射光に関する情報の両方が含まれる。光の照射位置や方向、照射領域については、撮影領域の座標系で位置情報を生成する。
【０１１０】
照射光が拡散光の場合、距離５１０の変化に応じて照射領域の大きさが変化する。例えば、ガウシアンビームの集光スポット半径は、一般的には、式（８）で表される。これは、光の射出口からの距離が変化すると、ビームウエスト（焦点距離）との相対的な位置が変化するため、照射領域サイズも変化することを示す。
Ｗ＝λｆ／πＷο    （８）
ここで、Ｗ：スポット径、Ｗο：入射光半径、λ：波長、ｆ：焦点距離である。
【０１１１】
照射領域の大きさは、撮影領域の境界面の反射光等から計測できる。あるいは、あらかじめ装置毎に、距離５１０と照射領域の大きさをデータテーブルとして用意してもよい。
【０１１２】
また、各照射光の入射角（光軸と法線５０７との角度）も、撮影領域の座標系で生成する。さらに光の強度については、照射時ではなく、保持板５０３を透過して減衰した後の強度を、強度値または光密度分布として記録する。これら角度や強度の情報を、照射光ごとに、撮影領域に対する照射光に関する情報に含めて保存する。一方で、照射光ごとに異ならない情報、例えば光の波長やレーザーの種類等の照射光に関する情報や、同一位置での照射回数なども併せて保存する。
【０１１３】
本実施形態では、音響波計測の後に照射光に関する情報を生成しているが、照射毎に撮影領域に対する照射光情報を生成してもよい。この場合、音響波計測のための照射のたびにステップＳ６０２とステップＳ６０３の処理を繰り返す。さらに、光学センサーなどの計測装置を用いれば、撮影領域まで到達した照射光の強度や入射角を精度よく計測できる。
【０１１４】
また、図５では、撮影領域（又は再構成領域）の境界面が、保持板の面と一致している。そのため、撮影領域に入る光は、保持板による屈折等はあるものの、ほぼ照射光そのものであった。しかし、図７の符号７０１のように、撮影領域（又は再構成領域）が被検体内部に存在する場合は、散乱や吸収を考慮して光エネルギー分布を推定し、光の強度分布値を求める必要がある。その際例えば、ガウス散乱のエネルギー分布を求める式（９）を用いることができる。そして、算出された光のエネルギーの分布から、撮影領域の境界面の各位置において、撮影領域の境界面を断面とした場合の光束を、撮影領域に関する照射光に関する情報として生成する。
Ｐ（θ）＝Ｐοｅｘｐ［（−１／２）・（θ／σ）２］    （９）
ここで、Ｐ（θ）：θ方向の光度または放射輝度、Ｐο：スペキュラー方向の光度または放射輝度、σ：ガウス分布の標準偏差である。
【０１１５】
音響波の計測を終了すると、ステップＳ６０４において、制御部１１０２は、光音響波信号情報を生成する。光音響波信号情報は、走査面５０２上の各位置で探触子が検出した音響波信号、音響波信号に関する情報、および、照射光に関する情報である。音響波信号を同一位置で複数回検出した場合は、平均値や代表値でもよい。音響波信号に関する情報は、音響波信号検出や音響波信号値の決定に関する音響波取得条件などの情報を含む。
【０１１６】
ステップＳ６０５において、光音響波信号計測部１１００は、生成された光音響波信号情報を情報処理部１０００に送信する。
【０１１７】
以上の手順により、音響波取得部１１００が音響波を計測し、情報処理部１０００に光音響波信号情報を送信する。
【０１１８】
図８は、光音響波信号計測部１１００より送信された光音響波信号情報に基づいて、情報処理部１０００が再構成処理を実施し、記録データを保存するまでの手順を示したフローチャートである。図８のフローチャートは、光音響波信号情報取得部１００５が光音響波信号計測部１１００より光音響波信号情報を受信したところから開始する。
【０１１９】
ステップＳ８０１において、光音響波信号情報取得部１００５は、取得した光音響波信号情報を再構成処理部１００６及びデータ生成部１００７に送信する。データ生成部１００７に対しては、撮影領域に対する照射光に関する情報だけを抽出、送信してもよい。
【０１２０】
ステップＳ８０２において、再構成処理部１００６は、受信した光音響波信号情報、再構成方法決定部１００２より送られた再構成方法と再構成領域に関する情報に基づいて再構成処理を行い、撮影領域の再構成画像データを生成する。再構成画像データは、例えば、撮影領域の位置、サイズに相当するボリュームデータとして生成される。再構成処理部１００６は、再構成画像データをデータ生成部１００７に送信する。
【０１２１】
ステップＳ８０３において、データ生成部１００７は、再構成処理部１００６から取得した再構成画像データと、撮影領域に対する照射光に関する情報とを対応づけて、再構成画像データに対する照射光に関する情報として生成する。記録データの生成は、例えば、ＤＩＣＯＭ画像データを生成し、Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｔａｇで照射光に関する情報を確認し記録することにより行われる。また、再構成画像のＲＡＷデータを、そのＲＡＷデータのサイズ、型情報などを関連付けた任意のフォーマットで生成してもよい。
【０１２２】
再構成画像データに対する照射光に関する情報を生成する際には、例えば、照射光の照射面の位置や、照射光の入射角等の情報を、ボリュームデータのボクセル空間の座標に変換する。そして、ボリュームデータへの適用が容易な形式に変換する。例えば、ボリュームデータのボクセルのピッチに対して照射光に関する情報が細かすぎる場合、ボクセルのピッチに応じたレベルに変換すればよい。
【０１２３】
ここで、再構成画像データに対する照射光に関する情報の位置関係について、複数の例を示して説明する。まず図９は、撮影領域が小さく、光照射位置が、照射面９０２の１か所だけの場合である。このとき、再構成画像データに対する照射光に関する情報は、１つの照射位置に対する照射光に関する情報である。同一位置に複数回の照射光を当てた場合は、照射光ごとの情報を保存してもよいし、平均値を保存してもよい。
【０１２４】
図１０は、撮影領域が大きく、光照射位置が、複数の照射面１００２として存在する場合である。これは、探触子や光照射位置を走査しながら、移動中の各位置で音響波を取得する場合に相当する。このとき、ボリュームデータに対して、複数の照射光に関する情報が生成され、個々の照射光の入射角や強度、照射面の形状が個別に記録される。
【０１２５】
なお、再構成画像処理での必要性に対して実際の光照射位置の間隔が十分密である場合などは、記録データ生成の際に照射光に関する情報を単純化してもよい。例えば、照射されたボリュームデータの境界面や、おおよその照射方向がわかれば、再構成ができる場合、単純化ができる。
【０１２６】
図１１は、照射面を合成する例を示す。合成した照射面の領域１１０６は、複数の光照射位置に対応する複数の照射面１００２を合成した領域である。この領域をボリュームデータの座標系における境界面とする。そして、各照射光の強度や入射角に基づき、代表値（例えば平均値）を１つ生成して、再構成画像に対する照射光に関するデータとする。
【０１２７】
撮影領域に対する照射光に関する情報を、再構成画像に対する照射光に関する情報に変換する際に平均化や単純化等の処理を施す場合は、再構成画像に対する照射光に関する情報の種類の識別子も記録データに含める。
【０１２８】
なお、本図では、照射光は１つの境界面に対してのみ照射しているが、複数の境界面から照射しても構わない。例えば、被検体の反対側から同時に光を照射することで、撮影領域の光強度を増加させ、コントラストの良い画像を得ることができる。
データ生成部１００７は、再構成画像データと再構成画像に対する照射光に関する情報を記録した記録データをデータ記録部１００８に送る。
【０１２９】
ステップＳ８０４において、データ記録部１００８は、データ生成部１００７が生成した記録データを記憶媒体に保存する。
【０１３０】
次に、図１２のフローチャートを用いて、記録データに格納されている照射光に関する情報を利用した、再構成画像を表示する手順を説明する。図１２のフローチャートは、情報処理装置１０００が、記録データファイル１２００から記録データを読み込む時点から開始される。
【０１３１】
ステップＳ１２０１において、データ取得部１００９は、記録データファイル１２００から記録データを読み込み、データ解析部１０１０に送信する。
ステップＳ１２０２において、データ解析部１０１０は、記録データから再構成画像データと再構成画像に対する照射光に関する情報を、情報の種類の識別子も含めて抽出し、表示情報生成部１０１１に送信する。
【０１３２】
表示情報生成部１０１１は、再構成画像データを用いて、表示部１０１２で表示可能な、再構成画像の表示画像情報を生成する。例えば再構成画像をＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｎｎｅｒ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）で表示する場合、再構成画像の断面画像と、画質の良否により分割された領域の境界線を重畳表示する方法がある。ボリュームレンダリングにより得られた画像も表示できる。また、光が照射された再構成画像の境界面を他の境界面と区別し、光の影響を把握しやすくするため、色やグラフィックを付加してもよい。
【０１３３】
また、照射光に関する情報の種類に応じて、表示画像に付加するグラフィックを使い分けることもできる。例えば、照射光に関する情報が単純化された場合は光の方向を示す矢印を付加したり、照射位置ごとの照射光に関する情報の場合は、位置ごとに照射面の形状や光軸の情報を付加したりできる。また、照射光の強度を、段階的に色を変えて表す場合、色と強度の関係をグラフやカラーバーで表示できる。さらに、画像以外の情報、例えば３次元再構成画像の各位置の画素値、すなわちボリュームデータのボクセル値に基づいたテキストによる説明を表示してもよい。
【０１３４】
さらに、再構成画像内における光の減衰や強度などの良否を把握し、表示してもよい。これらの情報は、照射面の形状や大きさ、入射角、強度値（または光密度）、波長、被検体の散乱係数などから推定できる。これにより、ユーザーが照射光の強度が十分な領域と十分でない領域を把握し、画質の差異を認識できる。
【０１３５】
なお、ボリュームレンダリングを行うと、画像を３次元的に回転することや、撮影時の装置情報が失われていることから、画質に差のある領域をユーザーが把握することが難しくなる。このような場合に、冗長な撮影装置に依存したデータの記録や解析を必要とせずに、再構成画像に対する照射光の影響のある領域を識別しやすくするグラフィックやアノテーションを付加した表示画像情報を簡単に付加できるようになる。
【０１３６】
再構成画像の光吸収係数の分布などから、被検体内で光の伝搬や散乱を妨げる領域が判別できる場合、これらの影響を表示してもよい。例えば、再構成画像内で照射光の影になる領域や、光の散乱が一様ではない領域などである。また、光音響波の初期音圧分布を示す再構成画像から酸素飽和度を算出する場合のように、別の解析データ算出のための入力値となる場合、照射光に関する情報により、再構成画像内の照射光の条件の良否を考慮することで、解析結果の精度が向上する。
【０１３７】
表示情報生成部１００６は、生成した表示情報を表示部１０１２に送信する。表示部１０１２は、受信した表示情報を表示する。以上の手順で、記録データを読み出し、格納さ
れている照射光に関する情報を利用して再構成画像を表示できる。
【０１３８】
本実施形態では、光音響波信号計測部１１００で撮影領域に対する照射光に関する情報を生成し、情報処理装置１０００で再構成画像に対する照射光に関する情報を生成した。しかし、光音響波信号計測部１１００で、再構成領域に関する情報を生成してもよい。また、撮影領域に対する照射光に関する情報、光音響波信号計測部ではなく、情報処理装置１０００で生成しても良い。また、被検体内での透過光の散乱に関する計算をデータ生成部１００９で行ってもよい。
【０１３９】
また、光音響波計測方法決定部１００３は、光音響波計測部１１００に含まれる構成としてもよい。さらに、情報処理部１０００と光音響波信号計測部１１００が一体化した撮影装置を用いてもよい。情報処理装置１０００のうち、データ取得部１００９、データ解析部１０１０、表示情報生成部１０１１、表示部１０１２のみを持つ情報処理部１０００が記録データファイル１２００を利用するようにしてもよい。
【０１４０】
以上述べたような装置構成及び手順によれば、特殊なフォーマットを用いず、膨大な装置依存データを用いるコストもなく、再構成画像内の光の影響を考慮した表示画像情報や解析結果の算出に利用できる記録データを提供することができる。さらに、汎用的なボリュームデータが得られるため、一般的なＶｉｅｗｅｒや解析ソフトの機能を利用可能であり、用途の制限の少ない記録データの生成、利用ができるようになる。
【符号の説明】
【０１４１】
１０００：情報処理部，１００１：撮影指示情報取得部，１００２：再構成方法決定部，１００３：光音響波計測方法決定部，１００４：光音響波計測方法指示部，１００５：光音響波信号情報取得部，１００６：再構成処理部，１００７：データ生成部，１００８：データ記録部，１００９：データ取得部，１０１０：データ解析部，１１００：光音響波信号計測部 
【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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