(57)【要約】【課題】フラッシュランプの充電電圧の大きさに応じて生じる光音響波画像中の基準点のずれを防止することを可能とする。【解決手段】Ｑスイッチ固体レーザ型の光源から出射したレーザ光Ｌの吸収に起因して被検体Ｍから生じた光音響波Ｕの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１０において、光源中の励起ランプ５１の充電電圧の大きさを表す情報を取得する情報取得部３２と、上記信号に基づいて光音響画像を生成する信号処理部１２であって、上記情報取得部３２によって取得された上記情報が表す充電電圧の大きさに応じて、上記信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置されるように、光音響画像の基準点調整を行う信号処理部１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｑスイッチ固体レーザ型の光源から出射したレーザ光の吸収に起因して被検体から生じた光音響波の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において、
前記光源中の励起ランプの充電電圧の大きさを表す情報を取得する情報取得部と、
前記信号に基づいて光音響画像を生成する信号処理部であって、前記情報取得部によって取得された前記情報が表す充電電圧の大きさに応じて、前記信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置されるように、前記光音響画像の基準点調整を行う信号処理部とを備えることを特徴とする光音響画像生成装置。
【請求項２】
前記信号処理部が、光音響波の信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するサンプリング部を有し、
該サンプリング部が、前記基準点調整として、前記充電電圧の大きさに応じてサンプリングの開始時刻を調整するものである請求項１に記載の光音響画像生成装置。
【請求項３】
前記信号処理部が、光音響波の信号から前記基準点を含むように、光音響画像の生成に使用される部分信号を抽出する信号抽出部を有し、
該信号抽出部が、前記基準点調整として、前記部分信号中での前記基準点の位置を調整するものであり、
前記信号処理部が、前記部分信号に基づいて前記光音響画像を生成するものである請求項１に記載の光音響画像生成装置。
【請求項４】
前記信号処理部が、光音響波の信号から仮光音響画像を生成する仮画像生成部と、前記仮光音響画像から前記基準点としての基準画素が含まれるように部分画像を抽出する画像抽出部とを有し、
該画像抽出部が、前記基準点調整として、前記部分画像中での前記基準画素の位置を調整するものであり、
前記信号処理部が、前記部分画像を前記光音響画像として出力するものである請求項１に記載の光音響画像生成装置。
【請求項５】
ユーザーが前記情報を入力するための入力部を備え、
前記情報取得部が、前記入力部から前記情報を取得するものである請求項１から４いずれか１項に記載の光音響画像生成装置。
【請求項６】
前記充電電圧の大きさを計測する計測部を備え、
前記情報取得部が、前記計測部によって計測された計測値に基づいて前記情報を取得するものである請求項１から４いずれか１項に記載の光音響画像生成装置。
【請求項７】
前記計測部が直接電圧を計測するものである請求項６に記載の光音響画像生成装置。
【請求項８】
前記計測部が、前記励起ランプの発光光量を検出する光検出器である請求項６に記載の光音響画像生成装置。
【請求項９】
前記情報取得部によって取得された前記情報に基づいて前記充電電圧の大きさに応じた前記レーザ光の出射時刻を予測する出射予測部を備え、
前記信号処理部が、前記出射予測部によって予測された前記出射時刻に基づいて基準点調整の態様を決定するものである請求項１から８いずれか１項に記載の光音響画像生成装置。
【請求項１０】
前記信号処理部が、前記充電電圧の大きさと該大きさに対応した基準点調整の態様とを含むデータテーブルを参照して、前記情報取得部によって取得された前記情報が表す充電電圧の大きさに対応する基準点調整の態様を選択するものである請求項１から８いずれか１項に記載の光音響画像生成装置。
【請求項１１】
Ｑスイッチ固体レーザ型の光源から出射したレーザ光の吸収に起因して被検体から生じた光音響波の信号を検出し、
前記光源中の励起ランプの充電電圧の大きさを表す情報を取得し、
取得された前記情報が表す充電電圧の大きさに応じて、前記信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置されるように基準点調整を行い、
前記信号に基づいて、基準点調整が行われた光音響画像を生成する光音響画像生成方法。
【請求項１２】
検出された光音響波の前記信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する際に、前記基準点調整として、前記充電電圧の大きさに応じてサンプリングの開始時刻を調整し、
前記信号をサンプリングして得られた前記デジタル信号に基づいて前記光音響画像を生成する請求項１１に記載の光音響画像生成方法。
【請求項１３】
検出された光音響波の前記信号から前記基準点を含むように、光音響画像の生成に使用される部分信号を抽出し、
前記基準点調整として、前記部分信号の時間軸上での前記基準点の位置を調整し、
前記部分信号に基づいて前記光音響画像を生成する請求項１１に記載の光音響画像生成方法。
【請求項１４】
検出された光音響波の前記信号に基づいて仮光音響画像を生成し、
前記仮光音響画像から前記基準点に対応する前記画素が含まれるように部分画像を抽出し、
前記基準点調整として、前記部分画像中での前記画素の位置を調整し、
前記部分画像を前記光音響画像として出力する請求項１１に記載の光音響画像生成方法。
【請求項１５】
ユーザーが前記情報を入力するための入力部から前記情報を取得する請求項１１から１４いずれか１項に記載の光音響画像生成方法。
【請求項１６】
前記充電電圧の大きさを計測する計測部によって計測された計測値に基づいて前記情報を取得する請求項１１から１５いずれか１項に記載の光音響画像生成方法。
【請求項１７】
前記計測値として直接前記充電電圧を計測する請求項１６に記載の光音響画像生成方法。
【請求項１８】
前記計測部として、前記励起ランプの発光光量を検出する光検出器を使用して、前記計測値として前記発光光量を計測する請求項１６に記載の光音響画像生成方法
【請求項１９】
取得された前記情報に基づいて前記充電電圧の大きさに応じた前記レーザ光の出射時刻を予測し、
予測された前記出射時刻に基づいて基準点調整の態様を決定する請求項１１から１８いずれか１項に記載の光音響画像生成方法。
【請求項２０】
前記充電電圧の大きさと該大きさに対応した基準点調整の態様とを含むデータテーブルを参照して、前記情報取得部によって取得された前記情報が表す充電電圧の大きさに対応する基準点調整の態様を選択する請求項１１から１８いずれか１項に記載の光音響画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内で発生した光音響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および光音響画像生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光音響効果を利用した非侵襲の計測法が注目されている。この計測法は、所定の波長（例えば、可視光、近赤外光又は中間赤外光の波長帯域）を有するパルス光を被検体に照射し、被検体内の吸収物質がこのパルス光のエネルギーを吸収した結果生じる弾性波である超音波(光音響波)を検出して、その吸収物質の濃度を定量的に計測するものである。被検体内の吸収物質とは、例えば血液中に含まれるグルコースやヘモグロビンなどである。また、このような光音響波を検出しその検出信号に基づいて光音響画像を生成する技術は、光音響イメージング（ＰＡＩ：Photoacoustic Imaging）或いは光音響トモグラフィー（ＰＡＴ：Photo Acoustic Tomography）と呼ばれる。
【０００３】
光音響イメージングでは、例えば特許文献１のように、光源としてＱスイッチ固体レーザ型のレーザパルス光源（以下、単にＱスイッチ固体レーザともいう。）が使用され、その中の固体レーザロッドの励起にはフラッシュランプが使用されることがある。
【０００４】
例えば図１１は、一般的なフラッシュランプの点灯装置１とＱスイッチ固体レーザ９の構成を示す概略図である。フラッシュランプＦは、キセノンガスなどの希ガスが封入された発光管２と、発光管２の内部で対向配置された第１電極２ａおよび第２電極２ｂとを備える。そして、直流電源Ｖｓ、キャパシタＣ、スイッチＳＷおよびインダクタＬは、フラッシュランプＦを点灯させるための電源部を構成する。例えば、直流電源Ｖｓの正極にはキャパシタＣの一方の電極とスイッチＳＷの一端とが接続され、スイッチＳＷの他端にはインダクタＬを介して第１電極２ａが接続され、キャパシタＣの他方の電極には直流電源Ｖｓの負極が接続される。また、点灯装置１にはトリガ回路３が直流電源Ｖｓの負極に接続されており、トリガ回路３からは発光管２の近傍にまでトリガ電極３ａが伸びている。
【０００５】
点灯装置１は例えば以下のように動作する。まず、スイッチＳＷがオフ状態のときに、直流電源ＶｓによりキャパシタＣが充電され、キャパシタＣの一方の電極が所定の電圧に充電される。その後、スイッチＳＷがオン状態になると、充電されたキャパシタＣにより、第１電極２ａに充電電圧が印加される。そして、フラッシュランプＦに充電電圧が印加された状態で、所定のトリガ信号に基づきトリガ回路３がトリガ電極３ａにトリガ電圧を印加する。トリガ電極３ａにトリガ電圧が印加されると、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間で絶縁破壊が生じ、第２電極２ｂから第１電極２ａに向かって熱電子が放出され、フラッシュランプＦが発光することになる。
【０００６】
一方、Ｑスイッチ固体レーザ９では、フラッシュランプＦの発光によりレーザロッド４が励起され、その励起エネルギーが全反射ミラー５ａおよび半反射ミラー５ｂからなる共振器内で増幅される。そして、レーザ光Ｌの出射は、例えば波長板７および電気光学素子８で構成されるＱスイッチ６によって制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−０６３２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、フラッシュランプを利用してＱスイッチ固体レーザを励起する場合には、フラッシュランプの充電電圧の大きさに応じて、レーザパルスの出射時刻がずれてしまうという問題がある。このようにレーザパルスの出射時刻がずれてしまうと、レーザパルスの出射から信号のサンプリングの開示時刻までの時間が一定とならず、レーザパルスの光量を変更したい場合に光音響波画像中の基準点がずれてしまう。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、フラッシュランプの充電電圧の大きさに応じて生じる光音響波画像中の基準点のずれを防止することを可能とする光音響画像生成装置および光音響画像生成方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の光音響画像生成装置は、
Ｑスイッチ固体レーザ型の光源から出射したレーザ光の吸収に起因して被検体から生じた光音響波の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において、
光源中の励起ランプの充電電圧の大きさを表す情報を取得する情報取得部と、
上記信号に基づいて光音響画像を生成する信号処理部であって、情報取得部によって取得された上記情報が表す充電電圧の大きさに応じて、上記信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置されるように、前記光音響画像の基準点調整を行う信号処理部とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
そして、本発明の光音響画像生成装置において、信号処理部は、光音響波の信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するサンプリング部を有し、このサンプリング部は、基準点調整として、充電電圧の大きさに応じてサンプリングの開始時刻を調整するものである構成を採用できる。
【００１２】
或いは、本発明の光音響画像生成装置において、信号処理部は、光音響波の信号から基準点を含むように、光音響画像の生成に使用される部分信号を抽出する信号抽出部を有し、信号抽出部は、基準点調整として、上記部分信号中での基準点の位置を調整するものであり、信号処理部は、上記部分信号に基づいて光音響画像を生成するものである構成を採用できる。
【００１３】
或いは、本発明の光音響画像生成装置において、信号処理部は、光音響波の信号から仮光音響画像を生成する仮画像生成部と、仮光音響画像から基準点としての基準画素が含まれるように部分画像を抽出する画像抽出部とを有し、画像抽出部は、基準点調整として、部分画像中での基準画素の位置を調整するものであり、信号処理部は、上記部分画像を光音響画像として出力するものである構成を採用できる。
【００１４】
また、本発明の光音響画像生成装置において、ユーザーが上記情報を入力するための入力部を備え、情報取得部は、入力部から上記情報を取得するものである構成を採用できる。
【００１５】
或いは本発明の光音響画像生成装置において、充電電圧の大きさを計測する計測部を備え、情報取得部は、計測部によって計測された計測値に基づいて上記情報を取得するものである構成を採用できる。
【００１６】
計測部を備える場合において、計測部は直接電圧を計測するものであることが好ましい。或いは計測部は、励起ランプの発光光量を検出する光検出器であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の光音響画像生成装置は、情報取得部によって取得された上記情報に基づいて充電電圧の大きさに応じたレーザ光の出射時刻を予測する出射予測部を備え、信号処理部は、出射予測部によって予測された出射時刻に基づいて基準点調整の態様を決定するものである構成を採用できる。
【００１８】
或いは、本発明の光音響画像生成装置において、信号処理部は、充電電圧の大きさとこの大きさに対応した基準点調整の態様とを含むデータテーブルを参照して、情報取得部によって取得された上記情報が表す充電電圧の大きさに対応する基準点調整の態様を選択するものである構成を採用できる。
【００１９】
本発明の光音響画像生成方法は、
Ｑスイッチ固体レーザ型の光源から出射したレーザ光の吸収に起因して被検体から生じた光音響波の信号を検出し、
光源中の励起ランプの充電電圧の大きさを表す情報を取得し、
取得された上記情報が表す充電電圧の大きさに応じて、上記信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置されるように基準点調整を行い、
上記信号に基づいて、基準点調整が行われた光音響画像を生成するものである。
【００２０】
そして、本発明の光音響画像生成方法において、検出された光音響波の上記信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する際に、基準点調整として、充電電圧の大きさに応じてサンプリングの開始時刻を調整し、上記信号をサンプリングして得られたデジタル信号に基づいて光音響画像を生成する構成を採用できる。
【００２１】
或いは、検出された光音響波の上記信号から基準点を含むように、光音響画像の生成に使用される部分信号を抽出し、基準点調整として、部分信号の時間軸上での基準点の位置を調整し、上記部分信号に基づいて光音響画像を生成する構成を採用できる。
【００２２】
或いは、検出された光音響波の上記信号に基づいて仮光音響画像を生成し、仮光音響画像から基準点に対応する画素が含まれるように部分画像を抽出し、基準点調整として、上記部分画像中での上記画素の位置を調整し、部分画像を光音響画像として出力する構成を採用できる。
【００２３】
また、本発明の光音響画像生成方法において、ユーザーが上記情報を入力するための入力部から上記情報を取得する構成を採用できる。
【００２４】
或いは、充電電圧の大きさを計測する計測部によって計測された計測値に基づいて上記情報を取得する構成を採用できる。
【００２５】
計測部によって上記情報を取得する場合において、計測値として直接充電電圧を計測することが好ましい。或いは計測部として、励起ランプの発光光量を検出する光検出器を使用して、計測値として発光光量を計測することが好ましい。
【００２６】
また、本発明の光音響画像生成方法において、取得された上記情報に基づいて充電電圧の大きさに応じたレーザ光の出射時刻を予測し、予測された出射時刻に基づいて基準点調整の態様を決定することが好ましい。或いは、充電電圧の大きさとこの大きさに対応した基準点調整の態様とを含むデータテーブルを参照して、情報取得部によって取得された上記情報が表す充電電圧の大きさに対応する基準点調整の態様を選択することが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の光音響画像生成装置および光音響画像生成方法は、光源中の励起ランプの充電電圧の大きさを表す情報を取得し、取得された上記情報が表す充電電圧の大きさに応じて基準点調整を行いながら上記信号に基づいて光音響画像を生成することを特徴とする。したがって、レーザパルスの光量を変更した場合であっても、光音響波信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置される。この結果、フラッシュランプの充電電圧の大きさに応じて、レーザパルスの出射時刻がずれ、光音響波画像中の基準点がずれてしまうことを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態の光音響画像生成装置の構成を示す概略図である。
【図２】フラッシュランプの充電電圧の大きさに応じて生じるレーザパルスの出射時刻のずれを示す概略図である。
【図３】フラッシュランプの充電電圧の大きさに応じて生じるレーザパルスの出射時刻のずれを示す概略図である。
【図４】第１実施形態の光音響画像生成方法の工程を示すフロー図である。
【図５】フラッシュランプの充電電圧の大きさを計測するための計測部の構成を示すフロー図である。
【図６】第２実施形態の光音響画像生成装置の構成を示す概略図である。
【図７】第２実施形態の光音響画像生成方法の工程を示すフロー図である。
【図８】第３実施形態の光音響画像生成装置の構成を示す概略図である。
【図９】第３実施形態の光音響画像生成方法の工程を示すフロー図である。
【図１０】第４実施形態の光音響画像生成装置の構成を示す概略図である。
【図１１】一般的なフラッシュランプの点灯装置とＱスイッチ固体レーザの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００３０】
「第１の実施形態」
本実施形態の光音響画像生成装置および光音響画像生成方法について説明する。図１は、第１の実施形態の光音響画像生成装置の構成を示す概念図である。
【００３１】
本実施形態の光音響画像生成装置１０は、例えば図１に示されるように、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、表示部１４および入力部１５を備えている。
【００３２】
＜プローブ＞
プローブ１１は、被検体に向けて超音波を照射したり、被検体Ｍ内を伝搬する音響波Ｕを検出したりするものである。すなわち、プローブ１１は、被検体Ｍに対する超音波の照射（送信）、および被検体Ｍから反射して戻って来た反射超音波（反射音響波）の検出（受信）を行うことができる。さらにプローブ１１は、被検体Ｍ内の吸収体がレーザ光を吸収することにより被検体Ｍ内に発生した光音響波の検出も行うことができる。なお本明細書の実施形態の説明において、「音響波」とは超音波および光音響波を含む意味である。ここで、「超音波」とはプローブにより送信された弾性波を意味し、「光音響波」とは測定光の照射による光音響効果により被検体Ｍ内に発生した弾性波を意味する。また吸収体としては、例えば血管、金属部材等が挙げられる。
【００３３】
プローブ１１は、例えば、レーザユニット１３から出力されたレーザ光Ｌを被検体Ｍまで導光する光ファイバ４２、光ファイバ４２によって導光されたレーザ光Ｌを被検体Ｍに向けて出射させる導光板４３、および、被検体Ｍからの音響波Ｕを検出し、検出した音響波Ｕの強度に応じた電気信号（音響信号）を生成する振動子アレイ２０を有する。
【００３４】
光ファイバ４２は、レーザユニット１３からのレーザ光Ｌを導光板４３にまで導く。光ファイバ４２は、特に限定されず、石英ファイバ等の公知のものを使用することができる。例えば本実施形態では、レーザ光Ｌは、レーザユニット１３から導光板４３までバンドルファイバによって導光される。バンドルファイバは、プローブの筺体内で分岐して後述する２つの導光板４３へそれぞれ接続されている。
【００３５】
導光板４３は、例えばアクリル板や石英板の表面に特殊な加工を施して、一方の端面から入れた光を他方の端面から均一に面発光させる板である。図１に示されるように、本実施形態では２つの導光板４３が、振動子アレイ２０を挟んで対向するように、振動子アレイ２０のエレベーション方向（振動子アレイのアレイ方向に垂直で検出面に平行な方向）の両側に配置されている。
【００３６】
振動子アレイ２０は、例えば一次元または二次元に配列された複数の超音波振動子２０ａ（音響波検出素子）から構成され、例えば本実施形態では複数の超音波振動子２０ａが一次元に配列している。超音波振動子２０ａは、例えば、圧電セラミクス、またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のような高分子フィルムから構成される圧電素子である。超音波振動子２０ａは、音響波Ｕを受信した場合にその受信信号を電気信号に変換する機能を有している。振動子アレイ２０で発生した電気信号Ｓ１は後述する受信回路２１に出力される。
【００３７】
＜レーザユニット＞
レーザユニット１３は、例えばレーザ光Ｌを発するＱスイッチ固体レーザ型の光源を有し、被検体Ｍに照射する光としてレーザ光Ｌを出力する。レーザユニット１３は、例えば、超音波ユニット１２の制御部２９からのトリガ信号Ｓ３を受けてレーザ光Ｌを出力するように構成されている。レーザユニット１３は、レーザ光として１〜１００ｎｓｅｃのパルス幅を有するパルス光を出力するものであることが好ましい。
【００３８】
例えば本実施形態では、レーザユニット１３の光源は、アレキサンドライトロッド５０と、フラッシュランプ５１と、全反射ミラー５２と、Ｑスイッチ５３と、半反射ミラー５４とを有するＱスイッチアレキサンドライトレーザである。全反射ミラー５２および半反射ミラー５４が共振器を構成する。レーザ光の出射はＱスイッチ５３によって制御される。
【００３９】
また、レーザユニット１３は、フラッシュランプ５１の充電の大きさやタイミング、波長の切り換え、およびＱスイッチ５３の駆動を制御するレーザ制御部５６を有する。レーザ制御部５６は、情報取得部３２から送信される設定情報Ｓ２に基づいてこれらを制御する。なお、波長の切り換えは、例えば光共振器内で共振する光の波長を切り換える波長選択手段（図示省略）などにより実現することが可能である。また、レーザ制御部５６は、トリガ制御回路３０から光トリガ信号を受信しフラッシュランプが充分充電されてからフラッシュランプトリガ信号Ｔ１をフラッシュランプの点灯装置のトリガ回路に送り、フラッシュランプを発光させる。その後、レーザ制御部５６は、フラッシュランプの発光に連動してレーザ利得が高いタイミングでＱスイッチトリガ信号Ｔ２をＱスイッチ５３に送信し、Ｑスイッチを駆動させてレーザ光を出射させる。
【００４０】
レーザ光の波長は、計測の対象となる被検体内の物質の光吸収特性によって適宜決定される。例えば計測対象が生体内のヘモグロビンである場合（つまり、血管を撮像する場合）には、一般的にはその波長は近赤外波長域に属する波長であることが好ましい。近赤外波長域とはおよそ７００〜８５０ｎｍの波長域を意味する。しかしながら、レーザ光の波長は当然これに限られるものではない。また、レーザ光Ｌは、単波長でもよいし、複数の波長（例えば７５０ｎｍおよび８００ｎｍ）を含んでもよい。さらに、レーザ光Ｌが複数の波長を含む場合には、これらの波長の光は、同時に被検体Ｍに照射されてもよいし、交互に切り替えられながら照射されてもよい。レーザユニット１３は、アレキサンドライトレーザの他、同様に近赤外波長域のレーザ光を出力可能なＹＡＧ−ＳＨＧ−ＯＰＯレーザやＴｉ−Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザとすることもできる。
【００４１】
＜超音波ユニット＞
超音波ユニット１２は、受信回路２１、ＡＤ変換部２２、受信メモリ２３、光音響画像再構成部２４、検波・対数変換部２５、光音響画像構築部２６、表示制御部３８および制御部２９を有する。本実施形態において、超音波ユニット１２は、本発明における信号処理部に相当する。
【００４２】
そして制御部２９は、光音響画像生成装置１０の各部を制御するものであり、本実施形態では例えばトリガ制御回路３０、情報取得部３２および出射予測部３１を備える。
【００４３】
情報取得部３２は、入力部１５によってユーザーから入力されたレーザユニット１３の設定情報を取得し、その設定情報を出射予測部３１およびレーザ制御部５６に送信する。このような設定情報には、フラッシュランプの充電電圧の大きさや出射させるレーザ光の波長の情報が含まれる。すなわち本実施形態では、レーザユニット１３の設定情報はユーザーによって指定され、その指定された情報を情報取得部３２が取得する。
【００４４】
出射予測部３１は、情報取得部３２から送信された設定情報（特にフラッシュランプの充電電圧の大きさ）の情報に基づき、レーザ光Ｌが出射する時刻、つまりレーザ光が共振器から出力される時刻を予測する。この予測は、所定の基準時からの相対的な時刻で充分である。例えば、出射予測部３１は、後述するトリガ制御回路３０がレーザ制御部５６に送信する光トリガ信号Ｓ３を送信した時を基準時として取り扱い、この基準時からの経過時間としてレーザ光Ｌが出射する時刻を予測する。具体的には、出射予測部３１は、フラッシュランプの充電電圧の大きさと各大きさに対応した上記経過時間とを含むテーブルデータを有しており、当該テーブルデータを参照して、受け取った設定情報に対応する上記経過時間を特定する。或いは、上記テーブルデータの代りに、充電電圧の大きさと上記経過時間とを関係付ける関数を使用しても良い。その後、特定された経過時間はトリガ制御回路３０に送信される。
【００４５】
トリガ制御回路３０は、例えば光音響画像生成装置の起動の際に、レーザユニット１３に光トリガ信号Ｓ３を送る。これによりレーザユニット１３で、フラッシュランプが点灯し、レーザロッドの励起が開始される。そして、レーザロッドの励起状態は維持され、レーザユニット１３はレーザ光を出力可能な状態となる。さらに、トリガ制御回路３０は、後述するＡＤ変換部２２にサンプリングトリガ信号を送信する。サンプリングトリガ信号は、ＡＤ変換部２２における光音響信号のサンプリングの開始タイミングの合図となる。このように、サンプリングトリガ信号を使用することにより、レーザ光の出力と同期して光音響信号をサンプリングすることが可能となる。
【００４６】
ここで、本実施形態では、トリガ制御回路３０は、出射予測部３１から取得した予測の出射時刻（上記の説明で言えば、例えば特定された経過時間）に応じて、フラッシュランプの充電電圧の大きさに応じて生じるレーザパルスの出射時刻のずれを相殺するように、サンプリングトリガ信号を送信する時刻を調整する。トリガ制御回路３０は、後述するＡＤ変換部と共に本発明におけるサンプリング部を構成する。上記出射時刻のずれの詳細については後述する。
【００４７】
受信回路２１は、プローブ１１で検出された光音響信号を受信する。受信回路２１で受信された光音響信号はＡＤ変換部２２に送信される。
【００４８】
ＡＤ変換部２２は、サンプリング部の一部を構成するものであり、受信回路２１が受信した光音響信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部２２は、例えば外部から入力する所定周波数のＡＤクロック信号に基づいて、所定のサンプリング周期で受信信号をサンプリングする。
【００４９】
受信メモリ２３は、ＡＤ変換部２２でサンプリングされた光音響信号（つまり上記サンプリング信号）を記憶する。そして、受信メモリ２３は、プローブ１１によって検出された光音響信号を光音響画像再構成部２４に出力する。
【００５０】
光音響画像再構成部２４は、受信メモリ２３から光音響信号を順次読み出し、この光音響信号に基づいて当該信号を再構成する。具体的には、光音響画像再構成部２４は、例えばプローブ１１の各超音波振動子からの信号データを、当該超音波振動子の位置に応じた遅延時間で加算し、１ライン分のデータを生成する（遅延加算法）。光音響画像再構成部２４は、遅延加算法に代えて、ＢＰ法（Back Projection）により再構成を行ってもよい。あるいは光音響画像再構成部２４はフーリエ変換法を用いて再構成を行ってもよい。
【００５１】
検波・対数変換部２５は、各ラインの信号データの包絡線を求め、求めた包絡線を対数変換する。
【００５２】
光音響画像構築部２６は、対数変換が施された各ラインのデータに基づいて、１フレーム分の光音響画像（断層データ）を生成する。光音響画像構築部２６は、例えば光音響信号（ピーク部分）の時間軸方向の位置を光音響画像における深さ方向の位置に変換して光音響画像を生成する。
【００５３】
表示制御部３８は、光音響画像構築部２６から取得した光音響画像データに基づいて、光音響画像をディスプレイ装置等の表示部１４に表示させる。表示制御部３８は、プローブ１１が二次元配列した振動子アレイを有することまたはプローブ走査により、複数の光音響画像が取得された場合には、例えば、それらの光音響画像に基づいてボリュームデータを作成し、三次元画像として合成画像を表示部１４に表示させることもできる。
【００５４】
入力部１５は、ユーザーが光音響計測の条件等を入力するためのものである。例えば本実施形態では、充電電圧の大きさを表す情報（例えば、充電電圧の値そのものやレーザ光の出力強度の情報など）がユーザーによって入力される。入力方式は特に限定されず、数値を直接入力する方式でもよいし、いくつかの選択肢からユーザーが選択する方式でもよい。
【００５５】
ここで、上記出射時刻のずれについて説明する。図２は、フラッシュランプの充電電圧の大きさに応じて生じるレーザパルスの出射時刻のずれを示す概略図である。特に図２では、強度の異なる同一波長のレーザ光が出射される場合が対比されている。このような対比は、あるプローブから種類の異なるプローブに交換する場合であって、プローブから出射されるレーザ光の強度の観点から交換後のプローブではレーザ光の強度を下げなければならない場合等に意味を有する。図２の横軸は時間を表し、図２のａはフラッシュランプトリガの発生タイミング、ｂはコンデンサに印加された充電電圧の大きさ、ｃはフラッシュランプを流れる電流の大きさ、ｄはＱスイッチトリガの発生タイミング、ｅは出射したレーザパルス光の強度、およびｆはＡＤ変換部２２によるサンプリング期間を表す。
【００５６】
充電電圧がＶ１である場合、フラッシュランプトリガが出力されると、コンデンサに印加されていた電圧６０ａが低下するとともにフラッシュランプ内を流れる電流６１ａが増加し、電流６１ａはある時刻をピークに低下する。そしてＱスイッチトリガ６２ａが発生するとパルス光６３ａが出射され、これに合わせて所定の期間６４だけサンプリングが行われる。次に、充電電圧がＶ２（＜Ｖ１）である場合には、電圧６０ｂおよび電流６１ｂ共に変化の傾向は、充電電圧がＶ１である場合と同様であるが、電流６１ｂのフラッシュランプトリガからの相対的なピーク位置がずれてくる。そうすると、Ｑスイッチトリガの最適な発生タイミングは、エネルギー利得の観点から電流６１ｂの総流量に影響を受けるため、この場合のＱスイッチトリガ６２ｂは前述のＱスイッチトリガ６２ａのタイミングよりも早く発生してしまい、パルス光６３ｂも前述のパルス光６３ａよりも早く出射してしまう。
【００５７】
実際に、コンデンサの充電電圧が５００Ｖである場合には、フラッシュランプ内を流れる電流のパルス幅は約３００μｓｅｃ程度である。このとき、充電電圧が４００Ｖになると、電流のパルスのピーク位置が２〜３μｓｅｃ程度ずれることが本発明者により見出された。したがって、受信信号のサンプリング周波数が４０ＭＳ／ｓｅｃ（サンプリング１回当たり０．０２５μｓｅｃ）である場合には、８〜１２サンプル分に相当する時間のずれが生じることになる。すなわち、基準点調整をしないまま充電電圧を変更し光音響画像を生成した場合には、正しい位置から８〜１２サンプル分程度深い位置もしくは浅い位置に表示されることになる。
【００５８】
また、このような現象は、レーザ光の波長が同一である場合に限られない。例えば、異なる波長を使用する場合には、波長によってエネルギー変換効率が異なるため、それぞれのパルス光の強度を合わせようとすると、エネルギー変換効率が高い方の波長についての充電電圧を低く、エネルギー変換効率が低い方の波長についての充電電圧を高く設定する必要がある。図３は、この場合における出射時刻のずれを示す概略図である。
【００５９】
充電電圧がＶ２（＜Ｖ１）である場合には、電圧６０ｄおよび電流６１ｄ共に変化の傾向は、充電電圧がＶ１である場合の電圧６０ｃおよび電流６１ｃと同様であるが、電流６１ｄのフラッシュランプトリガからの相対的なピーク位置が、充電電圧がＶ１である場合の電流６１ｃの位置とずれてくる。そうすると、前述したように、この場合のＱスイッチトリガ６２ｄは、充電電圧がＶ１である場合のＱスイッチトリガ６２ｃのタイミングよりも早く発生してしまい、パルス光６３ｄも、充電電圧がＶ１である場合のパルス光６３ｃよりも早く出射してしまう。
【００６０】
このようにレーザパルスの出射時刻のずれΔが生じると、従来のようにサンプリング期間が固定されている場合には、サンプリングの開始が光の出射時刻に対して遅れる分だけ光音響波が早く検出されることになるから、光音響画像上で実際よりも浅い位置に組織が存在するように観察されてしまうという問題が生じ得る。
【００６１】
そこで、本実施形態では、充電電圧の大きさに応じたレーザ光の出射時刻を予測し、予測された出射時刻に応じて基準点調整を行いながら上記信号に基づいて光音響画像を生成する。具体的には基準点調整は、光音響波信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置されるように行う。光音響波信号の時間軸上の基準点は、例えばプローブと被検体との接触面に相当する位置からの信号が検出された時点である。また、光音響画像のフレーム中の基準位置は、例えば光音響画像のフレーム中の最上端である。つまり、上記のように基準点および基準位置を採用すれば、例えばプローブと被検体との接触線が、画像フレームの最上端に配置された光音響画像が得られる。しかしながら、基準点および基準位置の選択はこれに限られない。例えば、振動子アレイの検出面上に音響整合層が設けられている場合には、上記基準点として、当該検出面と音響整合層との界面に相当する位置からの信号が検出された時点を採用することもできる。
【００６２】
例えば本実施形態では、超音波ユニット１２は、光音響波の信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するサンプリング部（ＡＤ変換部２２およびトリガ制御回路３０）を有し、このサンプリング部は、基準点調整として、出射時刻に応じてサンプリングの開始時刻を調整する。すわなち、トリガ制御回路３０は、出射予測部３１によって予測されたレーザ光の出射時刻が、予め設定されたレーザ光の出射時刻（基準の出射時刻）より早い場合には、サンプリング開示時刻を早めるべくサンプリングトリガ信号を早く発生させ、予測されたレーザ光の出射時刻が、基準の出射時刻より遅い場合にはサンプリング開始時刻を遅らせるべくサンプリングトリガ信号を遅く発生させる。サンプリング開始時刻をずらす程度（すなわち基準点調整の態様）は、予測されたレーザ光の出射時刻の基準の出射時刻からのずれの程度（本質的には充電電圧の大きさ）に応じて決定される。これにより、図２または図３の出射時刻のずれΔが相殺され、レーザ光の出射時刻からサンプリングの開始時刻までの時間が一定となり、レーザパルスの光量を変更した場合であっても、光音響波信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置される。
【００６３】
図４は、本実施形態の光音響画像生成方法の工程を示すフロー図であり、本実施形態の光音響画像生成方法は以下の通りである。まず、ユーザーがフラッシュランプの充電電圧或いはレーザ光の出力強度を指定する。情報取得部３２は、入力された情報を取得し、その情報を出射予測部３１およびレーザ制御部５６に送信する（ＳＴＥＰ１−１）。このとき、例えば情報取得部３２は、フラッシュランプの充電電圧が指定された場合にはその値を送信し、一方レーザ光の出力強度が指定された場合にはその出力強度のレーザ光を出力するために必要な充電電圧の値を算出し、その算出値を送信する。このように、充電電圧に換算できる情報は、充電電圧の大きさを表す情報と言える。出射予測部３１は、情報取得部３２から受け取った情報に基づいて、レーザ光の出射時刻を予測する（ＳＴＥＰ１−２）。そして、トリガ制御回路３０は、光トリガ信号Ｓ３を送信するとともに、予測された上記出射時刻を考慮してサンプリングトリガ信号を送信することにより、基準点調整を行う（ＳＴＥＰ１−３）。これにより、レーザ光の出射時刻から基準点調整された所定のタイミングで光音響波の信号のサンプリングが開始される（ＳＴＥＰ１−４）。その後、サンプリングされた信号をそのまま使用して光音響画像が生成される（ＳＴＥＰ１−５）。
【００６４】
なお、上記のように基準点調整を較正として一度行えば、充電電圧の大きさが変化しない限り、その後の基準点調整は不要となる。
【００６５】
＜設計変更＞
上記の実施形態では、情報取得部３２は、充電電圧の大きさを表す情報を入力部１５から取得したが、本発明はこれに限られない。
【００６６】
例えば図５に示されるように、情報取得部３２は、充電電圧の大きさを計測する計測部を使用して充電電圧の大きさを表す情報を取得することもできる。図５のａでは、電圧計９ａによって、コンデンサＣに印加されている電圧が直接測定される。ここでは、電圧計で充電電圧を直接測定しているが、計測用に分圧した検出用電圧をモニタしてもよい。また、電圧計ではなく、計測用の制御回路で電圧（充電電圧もしくは検出用電圧）を検出してもよい。情報取得部３２は、その測定値を充電電圧の大きさを表す情報として取得する。また、図５のｂでは、フラッシュランプの発光光量を検出する光検出器９ｂによって、フラッシュランプからの発生した光Ｌｅの光量が測定される。情報取得部３２は、その測定値から遡って求めた算出値を、充電電圧の大きさを表す情報として取得する。
【００６７】
また、上記の実施形態では、充電電圧の大きさに応じたレーザ光の出射時刻を予測し、予測された出射時刻に応じて基準点調整の態様を決定したが、本発明はこれに限られない。
【００６８】
例えば、トリガ制御回路３０は、充電電圧の大きさとこの大きさに対応した基準点調整の態様とを含むデータテーブルを有し、これを参照して、情報取得部によって取得された情報が表す充電電圧の大きさに対応する基準点調整の態様を選択してもよい。また、上記データテーブルの基準点調整の態様は、出力するレーザ光の波長にさらに対応付けられていてもよい。また、トリガ制御回路３０は、データテーブルに代えて、充電電圧の大きさ（或いは充電電圧の大きさおよびレーザ光の波長）をパラメータとする関数を使用して基準点調整の態様を算出してもよい。この場合には、出射予測部３１は不要となる。
【００６９】
また、充電電圧の大きさを連続値として基準点調整の態様と関連付けても良いが、情報取得部３２は、上記情報として計測値の大きさの区分を判断するものであってもよい。例えば計測値の誤差の範囲やレーザ光の出射時刻のずれの影響が無視できるほど小さい範囲を１つの区分とすることで、出射時刻のずれの影響が大きい場合にのみ基準点調整が行われて効率的である。各区分の範囲は適宜調整される。この場合には、この区分情報が出射予測部３１に送信され、出射予測部３１は、複数の区分と各区分に対応した出射時刻とを含むデータテーブルに基づいて、判断された上記区分に対応する出射時刻をトリガ制御回路３０に送信する。或いは、上記区分情報が直接トリガ制御回路３０に送信された場合には、例えばトリガ制御回路３０は、複数の区分と各区分に対応した基準点調整の態様とを含むデータテーブルを参照して、判断された上記区分に対応する基準点調整の態様を選択してもよい。
【００７０】
なお、光音響画像をＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）等の形式で保存する場合には、そのヘッダに基準点調整の態様を記録することができる。このようにすれば、基準点調整の有無や、どのような基準点調整をどのように行ったのかという基準点調整の態様を事後的に確認することができる。
【００７１】
「第２の実施形態」
次に、光音響画像生成装置および光音響画像生成方法の第２の実施形態について説明する。図６は、第２実施形態の光音響画像生成装置の構成を示す概略図であり、図７は、第２実施形態の光音響画像生成方法の工程を示すフロー図である。
【００７２】
本実施形態は、信号処理部は、光音響波の信号から基準点を含むように、光音響画像の生成に使用される部分信号を抽出する信号抽出部を有し、信号抽出部は、基準点調整として、上記部分信号中での基準点の位置を調整するものであり、信号処理部は、上記部分信号に基づいて光音響画像を生成するものである点で、第１の実施形態と異なる。したがって、第１の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は、特に必要がない限り省略する。
【００７３】
本実施形態の光音響画像生成装置１０は、例えば図６に示されるように、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、表示部１４および入力部１５を備えている。超音波探触子（プローブ）１１、レーザユニット１３、表示部１４および入力部１５については、第１の実施形態と同様である。
【００７４】
＜超音波ユニット＞
超音波ユニット１２は、受信回路２１、ＡＤ変換部２２、受信メモリ２３、信号抽出部２７、光音響画像再構成部２４、検波・対数変換部２５、光音響画像構築部２６、表示制御部３８および制御部２９を有する。また、制御部２９は、トリガ制御回路３０、情報取得部３２および出射予測部３１を備える。
【００７５】
トリガ制御回路３０は、サンプリング期間を充分長く確保するようにサンプリングトリガ信号を発生させる。
【００７６】
出射予測部３１は、予測したレーザ光の出射時刻を信号抽出部２７に送信する。
【００７７】
信号抽出部２７は、出射予測部３１から受け取った上記出射時刻に基づいて、基準点調整として、光音響画像の生成に使用される部分信号中での基準点の位置を調整した後、光音響波の信号から基準点を含むように、上記部分信号を抽出する。ここで、基準点の位置の調整は、例えば、抽出する範囲の所定の位置（その範囲の端や、その端から所定の間隔を置いた位置）に基準点が配置されるように、その範囲の位置を変更することにより行われる。具体的には、信号抽出部２７は、出射予測部３１によって予測されたレーザ光の出射時刻が基準の出射時刻より早い場合には、抽出する範囲の幅をそのままにしてその範囲の位置を時間軸の小さい方（例えば図２における左側）に変更し、予測されたレーザ光の出射時刻が基準の出射時刻より遅い場合には、抽出する範囲の幅をそのままにしてその範囲の位置を時間軸の大きい方に変更する。抽出する範囲を変更する程度（すなわち基準点調整の態様）は、予測されたレーザ光の出射時刻の基準の出射時刻からのずれの程度（本質的には充電電圧の大きさ）に応じて決定される。
【００７８】
また、本実施形態の光音響画像生成方法は以下の通りである。まず、ユーザーがフラッシュランプの充電電圧或いはレーザ光の出力強度を指定する。情報取得部３２は、入力された情報を取得し、その情報を出射予測部３１およびレーザ制御部５６に送信する（ＳＴＥＰ２−１）。出射予測部３１は、情報取得部３２から受け取った情報に基づいて、レーザ光の出射時刻を予測する（ＳＴＥＰ２−２）。そして、レーザ光の出射後、所定のタイミングで光音響波の信号のサンプリングが開始され、サンプリングされた信号が受信メモリに記憶される（ＳＴＥＰ２−３）。信号抽出部２７は、出射予測部３１から受け取った上記出射時刻に基づいて、抽出する上記部分信号の位置を調整することにより基準点調整を行い、上記部分信号を抽出する（ＳＴＥＰ２−４）。その後、光音響画像再構成部２４、検波・対数変換部２５、光音響画像構築部２６は、当該部分信号に基づいて光音響画像を生成する（ＳＴＥＰ２−５）。
【００７９】
すなわち、本実施形態では、広い範囲でサンプリングされた光音響波の信号を基準点調整が行われるように、事後的に必要な信号部分を抽出（或いはトリミング）するという思想である。このような方法でも、レーザパルスの光量を変更した場合であっても、光音響波信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置される。
【００８０】
なお、本実施形態では、再構成前の信号について基準点調整を行ったが、本発明はこれに限られない。つまり、再構成後の信号について信号部分を抽出する基準点調整を行い、その後、検波・対数変換部２５および光音響画像構築部２６による信号処理が実行されてもよい。
【００８１】
「第３の実施形態」
次に、光音響画像生成装置および光音響画像生成方法の第３の実施形態について説明する。図８は、第３実施形態の光音響画像生成装置の構成を示す概略図であり、図９は、第３実施形態の光音響画像生成方法の工程を示すフロー図である。
【００８２】
本実施形態は、信号処理部は、光音響波の信号から仮光音響画像を生成する仮画像生成部と、仮光音響画像から基準点としての基準画素が含まれるように部分画像を抽出する画像抽出部とを有し、画像抽出部は、基準点調整として、部分画像中での基準画素の位置を調整するものであり、信号処理部は、上記部分画像を光音響画像として出力するものである点で、第１の実施形態と異なる。したがって、第１の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は、特に必要がない限り省略する。
【００８３】
本実施形態の光音響画像生成装置１０は、例えば図８に示されるように、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、表示部１４および入力部１５を備えている。超音波探触子（プローブ）１１、レーザユニット１３、表示部１４および入力部１５については、第１の実施形態と同様である。
【００８４】
＜超音波ユニット＞
超音波ユニット１２は、受信回路２１、ＡＤ変換部２２、受信メモリ２３、光音響画像再構成部２４、検波・対数変換部２５、光音響画像構築部２６、画像抽出部２８、表示制御部３８および制御部２９を有する。また、制御部２９は、トリガ制御回路３０、情報取得部３２および出射予測部３１を備える。
【００８５】
トリガ制御回路３０は、サンプリング期間を充分長く確保するようにサンプリングトリガ信号を発生させる。
【００８６】
出射予測部３１は、予測したレーザ光の出射時刻を信号抽出部２７に送信する。
【００８７】
光音響画像再構成部２４、検波・対数変換部２５および光音響画像構築部２６は、本実施形態では仮画像生成部に相当し、サンプリングされた信号に基づいて公知の手法により仮光音響画像として画像を生成する。
【００８８】
画像抽出部２８は、出射予測部３１から受け取った上記出射時刻に基づいて、基準点調整として、光音響画像として出力される部分画像中での基準画素（基準点に対応する画素）の位置を調整した後、仮光音響画像から基準画素が含まれるように、上記部分画像を抽出する。ここで、基準画素の位置の調整は、例えば、抽出する範囲の所定の位置（その範囲の端辺上の点や頂点の位置、或いはそのような点から所定の間隔を置いた位置）に基準画素が配置されるように、その範囲の位置を変更することにより行われる。具体的には、画像抽出部２８は、出射予測部３１によって予測されたレーザ光の出射時刻が基準の出射時刻より早い場合には、抽出する範囲の大きさをそのままにしてその範囲の位置を仮光音響画像中での表面側に変更する。これにより、基準点調整をしない場合には実際より浅く認識される恐れのある組織が、画像内で適正な位置に戻される。一方、予測されたレーザ光の出射時刻が基準の出射時刻より遅い場合には、抽出する範囲の大きさをそのままにしてその範囲の位置を仮光音響画像中での深層側に変更する。これにより、基準点調整をしない場合には実際より深く認識される恐れのある組織が、画像内で適正な位置に戻される。抽出する範囲を変更する程度（すなわち基準点調整の態様）は、予測されたレーザ光の出射時刻の基準の出射時刻からのずれの程度（本質的には充電電圧の大きさ）に応じて決定される。
【００８９】
また、本実施形態の光音響画像生成方法は以下の通りである。まず、ユーザーがフラッシュランプの充電電圧或いはレーザ光の出力強度を指定する。情報取得部３２は、入力された情報を取得し、その情報を出射予測部３１およびレーザ制御部５６に送信する（ＳＴＥＰ３−１）。出射予測部３１は、情報取得部３２から受け取った情報に基づいて、レーザ光の出射時刻を予測する（ＳＴＥＰ３−２）。そして、レーザ光の出射後、所定のタイミングで光音響波の信号のサンプリングが開始され、サンプリングされた信号が受信メモリに記憶される（ＳＴＥＰ３−３）。光音響画像再構成部２４、検波・対数変換部２５および光音響画像構築部２６が、サンプリングされた信号に基づいて仮光音響画像を生成する（ＳＴＥＰ３−４）。画像抽出部２８は、出射予測部３１から受け取った上記出射時刻に基づいて、抽出する上記部分画像の位置を調整することにより基準点調整を行い、上記部分画像を抽出し、当該部分画像を光音響画像として表示制御部３８に送信する（ＳＴＥＰ３−５）。
【００９０】
すなわち、本実施形態では、基準点調整が行われるように、サンプリングされた光音響波の信号に基づいて生成された広い範囲の光音響画像から事後的に必要な画像部分を抽出（或いはトリミング）するという思想である。このような方法でも、レーザパルスの光量を変更した場合であっても、光音響波信号の時間軸上の基準点に対応する画素が光音響画像のフレーム中の基準位置に配置される。
【００９１】
「第４の実施形態」
次に、本発明の光音響画像生成装置および光音響画像生成方法の第４の実施形態を詳細に説明する。図１０は、光音響画像生成装置の第４の実施形態の構成を示す概略図である。本実施形態は、光音響画像に加えて超音波画像も生成する点で、第１の実施形態と異なる。したがって、第１の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は、特に必要がない限り省略する。
【００９２】
本実施形態の光音響画像生成装置１０は、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、表示部１４および入力部１５を備える。超音波探触子（プローブ）１１、レーザユニット１３、表示部１４および入力部１５については、第１の実施形態と同様である。
【００９３】
＜超音波ユニット＞
本実施形態の超音波ユニットは、図１に示す光音響画像生成装置の構成に加えて、送信制御回路３３、データ分離部３４、超音波画像再構成部３５、検波・対数変換部３６、および超音波画像構築部３７を備える。
【００９４】
本実施形態では、プローブ１１は、光音響信号の検出に加えて、被検体に対する超音波の出力（送信）、及び送信した超音波に対する被検体からの反射超音波の検出（受信）を行う。超音波の送受信を行う超音波振動子としては、本発明における振動子アレイ２０に含まれる超音波振動子を使用してもよいし、超音波の送受信用に別途プローブ１１中に設けられた新たな超音波振動子を使用してもよい。また、超音波の送受信は分離してもよい。例えばプローブ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プローブ１１で受信してもよい。
【００９５】
トリガ制御回路３０は、超音波画像の生成時は、送信制御回路３３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る。送信制御回路３３は、トリガ信号を受けると、プローブ１１から超音波を送信させる。プローブ１１は、超音波の送信後、被検体からの反射超音波を検出する。
【００９６】
プローブ１１が検出した反射超音波は、受信回路２１を介してＡＤ変換部２２に入力される。トリガ制御回路３０は、超音波送信のタイミングに合わせてＡＤ変換部２２にサンプリグトリガ信号を送り、反射超音波のサンプリングを開始させる。ＡＤ変換部２２は、反射超音波のサンプリングデータを受信メモリ２３に格納する。光音響信号の検出（サンプリング）と、反射超音波の検出（サンプリング）とは、どちらを先に行ってもよい。
【００９７】
データ分離部３４は、受信メモリ２３に格納された光音響信号のサンプリングデータと反射超音波のサンプリングデータとを分離する。データ分離部３４は、分離した光音響信号のサンプリングデータを光音響画像再構成部２４に入力する。データ分離部３４は、分離した反射超音波のサンプリングデータを、超音波画像再構成部３５に入力する。
【００９８】
超音波画像再構成部３５は、プローブ１１の複数の超音波振動子で検出された反射超音波（そのサンプリングデータ）に基づいて、超音波画像の各ラインのデータを生成する。各ラインのデータの生成には、光音響画像再構成部２４における各ラインのデータの生成と同様に、遅延加算法などを用いることができる。検波・対数変換部３６は、超音波画像再構成部３５が出力する各ラインのデータの包絡線を求め、求めた包絡線を対数変換する。超音波画像構築部３７は、対数変換が施された各ラインのデータに基づいて、超音波画像を生成する。
【００９９】
表示制御部３８は、光音響画像と超音波画像とを合成する。表示制御部３８は、例えば光音響画像と超音波画像とを重畳することで画像合成を行う。合成された画像は、表示部１４に表示される。画像合成を行わずに、表示部１４に、光音響画像と超音波画像とを並べて表示し、或いは光音響画像と超音波画像とを切り替えて表示することも可能である。
【０１００】
本実施形態では、光音響画像生成装置は、光音響画像に加えて超音波画像を生成する。超音波画像を参照することで、光音響画像では画像化することができない部分を観察することができる。この際、基準点調整が行われた光音響画像を重畳するから、超音波画像とのずれも低減される。また、超音波画像の生成と光音響画像の生成とで、画像再構成や検波・対数変換などのアルゴリズムの大部分を共通化でき、ＦＰＧＡ回路構成やソフトの簡略化が可能であるなどの実用上のメリットを有する。
【符号の説明】
【０１０１】
９ａ   電圧計
９ｂ   光検出器
１０   光音響画像生成装置
１１   プローブ
１２   超音波ユニット
１３   レーザユニット
１４   表示部
１５   入力部
２０   振動子アレイ
２１   受信回路
２２   変換部
２３   受信メモリ
２４   光音響画像再構成部
２５   検波・対数変換部
２６   光音響画像構築部
２７   信号抽出部
２８   画像抽出部
２９   制御部
３０   トリガ制御回路
３１   出射予測部
３２   情報取得部
３８   表示制御部
５０   アレキサンドライトロッド
５１   フラッシュランプ
５２   全反射ミラー
５３   Ｑスイッチ
５４   半反射ミラー
５６   レーザ制御部
Ｃ     コンデンサ
Ｆ     フラッシュランプ
Ｌ     レーザ光
Ｍ     被検体
【図１】
2014226239.tif 000003
【図２】
2014226239.tif 000004
【図３】
2014226239.tif 000005
【図４】
2014226239.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014226239.tif 000009
【図８】
2014226239.tif 000010
【図９】
2014226239.tif 000011
【図１０】
2014226239.tif 000012
【図１１】
2014226239.tif 000013