(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に照射すべき光を出射する光源と、
被検体内からの音響波を検出する音響波検出手段と、
前記音響波検出手段で検出された音響波に基づいて、被検体内を進行する音響波の音速分布を求める音速分布生成手段と、
前記光源から出射した光が被検体に照射された後に前記音響波検出手段で検出された音響波の検出信号である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手段と、
前記光音響画像と被検体内の音速分布とに基づいて、悪性度分布画像を生成する悪性度分布画像生成手段とを備え、
前記悪性度分布画像生成手段が、音速が周囲に比して速いか又は所定の値よりも高く、かつ、前記光音響画像の信号強度が所定の値以上の箇所を、悪性度が高い個所として特定するものであることを特徴とする光音響画像処理装置。
【請求項２】
前記悪性度分布画像生成手段が、前記音速と前記光音響画像の信号強度のうちの少なくとも一方に応じて、前記悪性度が高い個所として特定された箇所に対応する画素の輝度又は表示色の少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項１に記載の光音響画像処理装置。
【請求項３】
前記光音響画像生成手段が、前記音響波検出手段の複数の音響波検出素子で検出された光音響信号を、前記音速分布に基づく遅延時間で遅延加算することを特徴とする請求項１又は２に記載の光音響画像処理装置。
【請求項４】
被検体に対して音響波を送信する音響波送信手段を更に備え、
前記音速分布生成手段が、前記音響波送信手段から音響波が送信された後に前記音響波検出手段で検出された、送信された音響波に対する反射音響波に基づいて前記音速の分布を生成することを特徴とする請求項１から３何れかに記載の光音響画像処理装置。
【請求項５】
前記反射音響波の検出信号である反射音響信号に基づいて反射音響波画像を生成する反射音響波画像生成手段を更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の光音響画像処理装置。
【請求項６】
前記悪性度分布画像と、前記反射音響波画像とを合成する画像合成手段とを更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の光音響画像処理装置。
【請求項７】
前記悪性度分布画像生成手段が、前記反射音響波画像から所定の病変部を抽出し、該抽出した病変部に対応する領域の部分について前記悪性度分布画像を生成することを特徴とする請求項６に記載の光音響画像処理装置。
【請求項８】
前記反射音響波画像生成手段が、前記音響波検出手段の複数の音響波検出素子で検出された反射音響信号を、前記音速分布に基づく遅延時間で遅延加算することを特徴とする請求項５から７何れかに記載の光音響画像処理装置。
【請求項９】
前記音響波検出手段の音響波検出素子が、前記音響波送信手段の音響波送信素子を兼ねることを特徴とする請求項４から８何れかに記載の光音響画像処理装置。
【請求項１０】
前記光源が、相互に異なる複数の波長の光を出射し、
前記光音響画像生成手段が、被検体に照射された複数の波長の光に対して前記音響波検出手段で検出された、複数の波長のそれぞれに対応した光音響信号間の相対的な信号強度の大小関係を抽出する２波長データ演算手段と、複数の波長のそれぞれに対応した光音響信号に基づいて信号強度を示す強度情報を生成する強度情報抽出手段をと含み、前記光音響画像の各画素の階調値を前記強度情報に基づいて決定すると共に、各画素の表示色を前記相対的な信号強度の大小関係に基づいて決定することを特徴とする請求項１から９何れかに記載の光音響画像処理装置。
【請求項１１】
被検体に光を照射するステップと、
前記光が被検体に照射された後に、被検体から光音響波を検出するステップと、
前記検出された光音響波に基づいて光音響画像を生成するステップと、
被検体内から検出された音響波に基づいて、被検体内を進行する音響波の音速分布を生成するステップと、
前記光音響画像と被検体内の音速分布とに基づいて、音速が周囲に比して速いか又は所定の値よりも高く、かつ、前記光音響画像の信号強度が所定の値以上の箇所を、悪性度が高い個所として特定する悪性度分布画像を生成するステップとを有することを特徴とする光音響画像処理方法。
【請求項１２】
前記音速分布を生成するステップに先行して、被検体に音響波を送信するステップを更に有し、
前記音速分布を生成するステップでは、前記送信された音響波に対する反射音響波に基づいて、音速分布を生成することを特徴とする請求項１１に記載の光音響画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光音響画像処理装置及び方法に関し、更に詳しくは、被検体に光を照射し、光照射により被検体内で生じた音響波を検出して光音響画像を生成する光音響画像処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内部の状態を非侵襲で検査できる画像検査法の一種として、超音波検査法が知られている。超音波検査では、超音波の送信及び受信が可能な超音波探触子を用いる。超音波探触子から被検体（生体）に超音波を送信させると、その超音波は生体内部を進んでいき、組織界面で反射する。超音波探触子でその反射音波を受信し、反射超音波が超音波探触子に戻ってくるまでの時間に基づいて距離を計算することで、内部の様子を画像化することができる。
【０００３】
また、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響イメージングが知られている。一般に光音響イメージングでは、パルスレーザ光を生体内に照射する。生体内部では、生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波（光音響信号）が発生する。この光音響信号を超音波プローブなどで検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することで、光音響信号に基づく生体内の可視化が可能である。
【０００４】
ここで、超音波を用いて被検体の音速を計測する種々の計測手法が、これまでにいくつか提案されている。また、被検体内の一部における音速値（以下、局所音速値という）を測定する試みもなされている。音速は、医師が超音波診断を行うにあたり、生体組織、病変およびその進行度等を診断するために有効な音響情報である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、複数の送信用及び受信用超音波トランスデューサを用い、これらの角度及び間隔を変えることで、超音波ビームの交差領域（関心領域）を生体内の深さ方向に移動させ、局所音速値を求めることが記載されている。生体の体表に沿う方向にも交差領域を移動させて、各位置において局所音速値を求めることにより、生体内の局所音速値の２次元分布を求めることができる。
【０００６】
また、特許文献２には、仮想音速分布に基づき、送波振動子と受波振動子とのそれぞれについて照射角度および入射角度を変化させて音線経路を設定し、測定された実際の経過時間と、設定した音線経路の所要時間との誤差データを求め、誤差データを最小にするように音線分布を修正し、修正された音線分布により音速を求めることが提案されている。
【０００７】
特許文献３には、ホイヘンスの原理を用いて、被検体内の着目領域よりも浅い領域に設定された格子点と、着目領域における最適音速値を判定し、着目領域における最適音速値に基づいて、超音波を着目領域に送信したときに着目領域から受信される受信波を演算し、着目領域における仮定音速を仮定して、仮定音速に基づいて各格子点における最適音速値から求めた各格子点からの受信波を合成して合成受信波を得て、受信波と合成受信波に基づいて着目領域における局所音速値を判定する超音波診断装置が開示されている。
【０００８】
得られた音速分布のユーザへの提供に関し、特許文献４には、小領域ごとの音速に基づいて、音速値の違いを色彩の変化で表わしたカラー音速マップを生成することが記載されている。音速は、超音波が伝搬する媒体の成分に依存して変化するため、カラー音速マップは、映像化対象断面の組織成分の分布を色彩によって視認可能にしたものと言うことができる。特許文献４には、カラー音速マップと超音波画像（Ｂモード画像）とを並べて表示することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２５４７４０号公報
【特許文献２】特開平５−９５９４６号公報
【特許文献３】特開２０１０−９９４５２号公報
【特許文献４】特開２００８−２６４５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献４では、単に超音波画像と音速マップとを並べて表示しているに過ぎず、超音波画像と音速マップの読影は医師などのユーザが行わなければならない。光音響画像と音速マップとを並べて表示することも考えられるが、その場合でも、ユーザは、光音響画像と音速マップとを見比べつつ読影を行う必要がある。従来、光音響で得られた情報と音速の分布とを組み合わせ、診断等に有用な情報を提供する装置は、知られていなかった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑み、光音響で得られた情報と音速分布とを組み合わせ、診断等に有用な情報を提供する光音響計測装置及び方法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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、被検体に照射すべき光を出射する光源と、被検体内からの音響波を検出する音響波検出手段と、音響波検出手段で検出された音響波に基づいて、被検体内を進行する音響波の音速分布を求める音速分布生成手段と、光源から出射した光が被検体に照射された後に音響波検出手段で検出された音響波の検出信号である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手段と、光音響画像と被検体内の音速分布とに基づいて、悪性度分布画像を生成する悪性度分布画像生成手段とを備えたことを特徴とする光音響画像処理装置を提供する。
【００１３】
ここで、音速分布を生成する際に用いる「音響波検出手段で検出された音響波」は、被検体に光を照射することで被検体内で生じた光音響波と、被検体に送信した音響波に対する反射音響波とを含み得る。
【００１４】
悪性度分布画像生成手段は、音速が周囲に比して速いか又は所定の値よりも高く、かつ、光音響画像の信号強度が所定の値以上の箇所を、悪性度が高い個所として特定してもよい。
【００１５】
悪性度分布画像生成手段は、音速と光音響画像の信号強度のうちの少なくとも一方に応じて、悪性度が高い個所として特定された箇所に対応する画素の輝度又は表示色の少なくとも一方を変化させてもよい。
【００１６】
光音響画像生成手段が、音響波検出手段の複数の音響波検出素子で検出された光音響信号を、音速分布に基づく遅延時間で遅延加算することが好ましい。
【００１７】
本発明の光音響画像処理装置は、被検体に対して音響波を送信する音響波送信手段を更に備える構成を採用でき、その場合、音速布生成手段は、音響波送信手段から音響波が送信された後に音響波検出手段で検出された、送信された音響波に対する反射音響波に基づいて音速の分布を生成してもよい。
【００１８】
本発明の光音響画像処理装置は、反射音響波の検出信号である反射音響信号に基づいて反射音響波画像を生成する反射音響波画像生成手段を更に備える構成を採用できる。
【００１９】
悪性度分布画像と、反射音響波画像とを合成する画像合成手段とを更に備えていてもよい。悪性度分布画像と反射音響波画像とに加えて、更に光音響画像を合成してもよい。
【００２０】
悪性度分布画像生成手段は、反射音響波画像から所定の病変部を抽出し、該抽出した病変部に対応する領域の部分について悪性度分布画像を生成することとしてもよい。
【００２１】
反射音響波画像生成手段が、音響波検出手段の複数の音響波検出素子で検出された反射音響信号を、音速分布に基づく遅延時間で遅延加算するが好ましい。
【００２２】
音響波検出手段の音響波検出素子が、音響波送信手段の音響波送信素子を兼ねていてもよい。
【００２３】
光源が、相互に異なる複数の波長の光を出射し、光音響画像生成手段が、被検体に照射された複数の波長の光に対して音響波検出手段で検出された、複数の波長のそれぞれに対応した光音響信号間の相対的な信号強度の大小関係を抽出する２波長データ演算手段と、複数の波長のそれぞれに対応した光音響信号に基づいて信号強度を示す強度情報を生成する強度情報抽出手段をと含み、光音響画像の各画素の階調値を強度情報に基づいて決定すると共に、各画素の表示色を相対的な信号強度の大小関係に基づいて決定することとしてもよい。
【００２４】
本発明は、また、被検体に光を照射するステップと、光が被検体に照射された後に、被検体から光音響波を検出するステップと、検出された光音響波に基づいて光音響画像を生成するステップと、被検体内から検出された音響波に基づいて、被検体内を進行する音響波の音速分布を生成するステップと、光音響画像と被検体内の音速分布とに基づいて、悪性度分布画像を生成するステップとを有することを特徴とする光音響画像処理方法を提供する。
【００２５】
本発明の光音響画像処理方法は、音速分布を生成するステップに先行して、被検体に音響波を送信するステップを更に有し、音速分布を生成するステップでは、送信された音響波に対する反射音響波に基づいて、音速分布を生成してもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、音速分布と光音響画像とに基づいて悪性度分布画像を生成する。本発明では、光音響で得られた情報と音速分布とを組み合わせ、診断等に有用な情報を提供することができる。特に、音速が速い個所は組織が硬くなっている部分に対応し、光音響信号の信号強度が強い個所は光吸収体である血管などが密集している部分に対応すると考えられることから、そのような箇所を悪性度が高い個所として特定するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態の光音響画像処理装置を示すブロック図。
【図２】は、データ取得シーケンス例を示す図。
【図３】ＵＳモードの各ラインに対応する開口素子で検出された反射音響信号を示す図。
【図４】再構成後の超音波画像を示す図。
【図５】ＰＡモードの各エリアに対応する開口素子で検出された光音響信号を示す図。
【図６】再構成後の光音響信号を示す図。
【図７】プローブの超音波振動子と被検体内の光吸収体とを示す図。
【図８】開口素子で検出された反射音響信号の時間分布に示す図。
【図９】再構成された１ライン分のデータを示す図。
【図１０】被検体内の音速が一定ではないときの反射音響信号の時間分布を示す図。
【図１１】音速分布を求める際の動作手順を示すフローチャート。
【図１２】光音響画像処理装置の動作手順を示すフローチャート。
【図１３】複数の波長の光を被検体に照射する場合の光音響画像生成手段の構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の光音響画像処理装置を示す。光音響画像処理装置（光音響画像診断装置）１０は、超音波探触子（プローブ）１１、超音波ユニット１２、及び光源（レーザユニット）１３を備える。光音響画像処理装置１０は、超音波画像と光音響画像との双方を生成可能である。
【００２９】
レーザユニット１３は、光源であり、被検体に照射する光（レーザ光）を生成する。レーザ光の波長は、観察対象物に応じて適宜設定すればよい。レーザユニット１３は、例えばヘモグロビンの吸収が大きい波長、具体的には７５０ｎｍや８００ｎｍの波長の光を出射する。レーザユニット１３が出射するレーザ光は、例えば光ファイバなどの導光手段を用いてプローブ１１まで導光され、プローブ１１から被検体に照射される。あるいは、プローブ１１以外の場所から光照射を行うこととしてもよい。
【００３０】
プローブ１１は、被検体に対して音響波（超音波）を出力（送信）する音響波送信手段と、被検体内からの音響波（超音波）を検出する音響波検出手段とを有する。音響波検出手段の音響波検出素子は、音響波送信手段の音響波送信素子を兼ねていてもよい。例えば１つの超音波振動子（素子）を、超音波の送信と検出との双方に用いてもよい。プローブ１１は、例えば一次元的に配列された複数の超音波振動子を有しており、それら複数の超音波振動子から超音波を出力し、出力された超音波に対する反射音響波（以下、反射音響信号とも呼ぶ）を複数の超音波振動子により検出する。また、プローブ１１は、被検体内の測定対象物がレーザユニット１３からの光を吸収することで生じた光音響波（以下、光音響信号とも呼ぶ）を複数の超音波振動子により検出する。なお、１つのプローブ１１が超音波送信手段と超音波検出手段との双方を有している必要はなく、超音波送信手段と超音波検出手段とを分けて、超音波の送信と超音波の受信とを別の場所で行うこととしてもよい。
【００３１】
超音波ユニット１２は、受信回路２１、ＡＤ変換手段２２、受信メモリ２３、データ分離手段２４、光音響画像生成手段２５、超音波画像生成手段２６、音速分布生成手段２７、悪性度分布画像生成手段２８、画像合成手段２９、トリガ制御回路３０、送信制御回路３１、及び制御手段３２を有する。制御手段３２は、超音波ユニット１２内の各部を制御する。受信回路２１は、プローブ１１が検出した音響波の検出信号（光音響信号又は反射音響信号）を受信する。ＡＤ変換手段２２は、受信回路２１が受信した光音響信号及び反射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変換手段２２は、例えばＡＤクロック信号に同期して、所定のサンプリング周期で音響波の検出信号をサンプリングする。
【００３２】
トリガ制御回路３０は、レーザユニット１３に対して光出射を指示する光トリガ信号を出力する。レーザユニット１３は、図示しないＹＡＧやチタン−サファイアなどのレーザ媒質を励起するフラッシュランプ４１と、レーザ発振を制御するＱスイッチ４２とを含む。レーザユニット１３は、トリガ制御回路３０がフラッシュランプトリガ信号を出力すると、フラッシュランプ４１を点灯し、レーザ媒質を励起する。トリガ制御回路３０は、例えばフラッシュランプ４１がレーザ媒質を十分に励起させると、Ｑスイッチトリガ信号を出力する。Ｑスイッチ４２は、Ｑスイッチトリガ信号を受けるとオンし、レーザユニット１３からレーザ光を出射させる。フラッシュランプ４１の点灯からレーザ媒質が十分な励起状態となるまでに要する時間は、レーザ媒質の特性などから見積もることができる。
【００３３】
なお、トリガ制御回路３０からＱスイッチを制御するのに代えて、レーザユニット１３内において、レーザ媒質を十分に励起させた後にＱスイッチ４２をオンにしてもよい。その場合は、Ｑスイッチ４２をオンにした旨を示す信号を超音波ユニット１２側に通知してもよい。ここで、光トリガ信号とは、フラッシュランプトリガ信号とＱスイッチトリガ信号の少なくとも一方を含む概念である。トリガ制御回路３０からＱスイッチトリガ信号を出力する場合はＱスイッチトリガ信号が光トリガ信号に対応し、レーザユニット１３にてＱスイッチトリガのタイミングを生成する場合はフラッシュランプトリガ信号が光トリガ信号に対応していてもよい。光トリガ信号が出力されることで、被検体に対するレーザ光の照射及び光音響信号の検出が行われる。
【００３４】
また、トリガ制御回路３０は、送信制御回路３１に、超音波送信を指示する超音波送信トリガ信号を出力する。送信制御回路３１は、超音波送信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。超音波送信トリガ信号が出力されることで、被検体に対する超音波の送信及び反射音響信号の検出が行われる。
【００３５】
更に、トリガ制御回路３０は、ＡＤ変換手段２２に対して、サンプリング開始を指示するサンプリングトリガ信号を出力する。トリガ制御回路３０は、光トリガ信号又は超音波送信トリガ信号の出力後、所定のタイミングでサンプリングトリガ信号を出力する。トリガ制御回路３０は、例えば光音響信号を検出する場合は、光トリガ信号の出力後、好ましくは、被検体に実際にレーザ光が照射されるタイミングで、サンプリングトリガ信号を出力する。例えばトリガ制御回路３０は、Ｑスイッチトリガ信号の出力と同期してサンプリングトリガ信号を出力する。また、トリガ制御回路３０は、反射音響信号を検出する場合は、超音波送信トリガ信号と同期してサンプリングトリガ信号を出力する。ＡＤ変換手段２２は、サンプリングトリガ信号を受けると、プローブ１１にて検出された光音響信号又は反射音響信号のサンプリングを開始する。
【００３６】
ＡＤ変換手段２２は、サンプリングした光音響信号及び反射音響信号を、受信メモリ２３に格納する。受信メモリ２３には、例えば半導体記憶装置を用いることができる。あるいは、受信メモリ２３に、その他の記憶装置、例えば磁気記憶装置を用いてもよい。受信メモリ２３には、光音響信号のサンプリングデータ（光音響データ）と、反射音響信号のサンプリングデータ（反射超音波データ）とが格納される。データ分離手段２４は、受信メモリ２３に格納された光音響信号と反射音響信号とを分離する。データ分離手段２４は、分離した光音響信号を光音響画像生成手段２５に渡す。また、分離した反射音響信号を超音波画像生成手段２６と音速分布生成手段２７に渡す。
【００３７】
音速分布生成手段２７は、データ分離手段２４から反射音響信号を受け取り、受け取った反射音響信号に基づいて、被検体内を進行する音響波の音速分布を生成する。音速分布の生成の手法は特に限定されない。音速分布の生成には、音響波に基づいて音速分布の推定を行う任意の手法を用いることができる。
【００３８】
光音響画像生成手段２５は、光音響信号に基づいて光音響画像を生成する。光音響画像生成手段２５は、光音響画像再構成手段２５１、検波・対数変換手段２５２、及び光音響画像構築手段２５３を含む。超音波画像生成手段２６は、反射音響信号に基づいて超音波画像（反射音響画像）を生成する。超音波画像生成手段（反射音響波画像生成手段）２６は、超音波画像再構成手段２６１、検波・対数変換手段２６２、及び超音波画像構築手段２６３を含む。
【００３９】
光音響画像再構成手段２５１は、データ分離手段２４から光音響信号を受け取り、光音響信号を再構成する。光音響画像再構成手段２５１は、光音響信号に基づいて、断層画像である光音響画像の各ラインのデータを生成する。ここで、再構成された光音響信号は、光音響画像とみなすことができる。光音響画像再構成手段２５１は、遅延加算法（Delay and Sum、位相整合加算、整相加算と同義）により、光音響信号を再構成する。光音響画像再構成手段２５１は、例えば６４素子分の光音響信号を、各素子（各超音波振動子）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。このとき、光音響画像再構成手段２５１は、各素子で検出された光音響信号を、音速分布生成手段２７で生成された音速分布を用いて各素子の遅延時間を補正しながら遅延加算する。
【００４０】
検波・対数変換手段２５２は、光音響画像再構成手段２５１が出力する各ラインのデータの包絡線を生成し、その包絡線を対数変換してダイナミックレンジを広げる。光音響画像構築手段２５３は、対数変換が施された各ラインのデータに基づいて、光音響画像を生成する。光音響画像構築手段２５３は、例えば光音響信号（ピーク部分）の時間軸方向の位置を、断層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。
【００４１】
超音波画像再構成手段２６１は、データ分離手段２４から反射音響信号を受け取り、反射音響信号を再構成する。超音波画像再構成手段２６１は、受け取った反射音響信号に基づいて、断層画像である超音波画像の各ラインのデータを生成する。ここで、再構成された反射音響信号は、超音波画像とみなすことができる。超音波画像再構成手段２６１は、例えば６４素子分の反射音響信号を、各素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。このとき、超音波画像再構成手段２６１は、各素子で検出された反射音響信号を、音速分布生成手段２７で生成された音速分布を用いて各素子の遅延時間を補正しながら遅延加算する。
【００４２】
検波・対数変換手段２６２は、超音波画像再構成手段２６１が出力する各ラインのデータの包絡線を生成し、その包絡線を対数変換してダイナミックレンジを広げる。超音波画像構築手段２６３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。超音波画像生成手段２６における超音波画像の生成は、信号が反射音響信号であることを除けば、光音響画像生成手段２５における光音響画像の生成と同様でよい。
【００４３】
悪性度分布画像生成手段２８は、光音響画像再構成手段２５１で再構成された光音響信号（光音響画像）と、音速分布生成手段２７で生成された音速分布とに基づいて、悪性度が高いと考えられる部分の分布を示す悪性度分布画像を生成する。ここで、光音響画像において信号強度が高い個所は、光吸収体、例えば血管が密集しているところであると考えられる。一方、音速分布において音速が速い個所は、組織が硬くなっているところであると考えられる。そこで、本実施形態では、特に、光音響画像の強度が強く、かつ、音速が速い部分を、悪性度が高いと考えられる部分として推定し、その部分を画像化した悪性度分布画像を生成する。
【００４４】
画像合成手段２９は、悪性度分布画像生成手段２８で生成された悪性度分布画像と、超音波画像生成手段２６で生成された超音波画像とを合成する。画像合成手段２９は、更に、光音響画像生成手段２５で生成された光音響画像を合成してもよい。画像合成手段２９は、例えば超音波画像に対して光音響画像と悪性度分布画像とを重畳することで、画像合成を行う。画像表示手段１４は、画像合成手段２９で合成された画像を、表示モニタなどに表示する。画像合成を行わずに、画像表示手段１４に、悪性度分布画像と光音響画像と超音波画像と切り替えて表示してもよい。あるいは、悪性度分布画像と光音響画像と超音波画像とを並べて表示してもよい。
【００４５】
光音響信号と反射音響信号の取得シーケンスについて説明する。図２は、データ取得シーケンス例を示す。同図において、モード「ＵＳ」は反射音響信号の取得を表し、モード「ＰＡ」は光音響信号の取得を表している。ここでは、プローブ１１は、音響波検出器素子及び音響波送信素子として、１次元配列された１２８素子の超音波振動子を有しているものとする。
【００４６】
光音響信号の取得では、レーザユニット１３からの光を被検体に照射した後に、６４素子ずつ光音響信号の取り込みを行う。すなわち、計１２８素子のデータを２回に分けて取得する。例えば、１回目のレーザ発光後に素子番号が１−６４素子の超音波振動子で検出された光音響信号を取得し、２回目のレーザ発光後に素子番号が６５−１２８素子の超音波振動子で検出された光音響信号を取得する。一方、反射音響信号の取得では、６４素子の超音波振動子から超音波の送信を行った後に、その６４素子の超音波振動子で反射音響信号を取得する。なお、一次元配列された超音波振動子の端部では、６４素子よりも少ない数の素子で超音波の送受信を行う。反射音響信号の取得では、超音波の送受信を行う超音波振動子の範囲（開口位置）を１素子ずつずらしながら、ラインｂｙラインで反射音響信号を取得する。
【００４７】
図２のシーケンス例では、光音響信号の取得２回に対して、反射音響波信号を１２８回行っている。これは、前述のように光音響波は６４素子ずつの２エリアに分けてデータを取得しているのに対して、反射音響波は１回の送受信で１ラインを生成するために１２８ラインの生成には１２８回の送受信が必要だからである。その際、時間的な律速となるのはレーザ光源の繰り返しであるため、１つ目のエリアの光音響のデータ取得と２つ目のエリアの光音響のデータ取得との間に６４回の超音波を送受信することで、最も効率よく両者のデータが取得できる。より詳細には、装置はＵＳモードで動作を開始し、ライン１からライン３１まで開口位置を１素子ずつずらしながら（ライン１からライン３１は端部であるため、実際には１素子ずつ開口素子を広げながら）超音波の送受信を行い、反射音響信号を取得する。次いで、ＰＡモードに移行し、レーザユニット１３からのレーザ光を被検体に照射して、１つ目のエリアに対応する６４素子で光音響信号を検出する。次いで、ＵＳモードで、ライン３２からライン９５まで開口位置を１素子ずつずらしながら超音波の送受信を行い、反射音響信号を取得する。その後、ＰＡモードに移行してレーザユニット１３からのレーザ光を被検体に照射し、２つ目のエリアに対応する６４素子で光音響信号を取得する。続いて、ＵＳモードで、ライン９６からライン１２８まで開口位置を１素子ずつずらしながら（ライン９５からライン１２８は端部であるため、実際には１素子ずつ開口素子を狭めながら）超音波の送受信を行い、反射音響信号を取得する。
【００４８】
図３は、図２のＵＳモードの各ラインに対応する開口素子で検出された反射音響信号を示し、図４は、再構成後の超音波画像を示す。図３において、縦軸は超音波送信からの経過時間を示している。各ライン６４素子の反射音響信号（ただし端部では開口素子は６４素子よりも少ない）を遅延加算（位相整合加算）することで、ライン１からライン１２８までの各ラインのデータが生成され、図４に示す１フレームの超音波画像を生成できる。
【００４９】
図５は、図２のＰＡモードの各エリアに対応する開口素子で検出された光音響信号を示し、図６は、再構成後の光音響信号（光音響画像）を示す。図５において、縦軸は被検体に対するレーザ光の照射からの経過時間を示している。２つのエリアの計１２８素子分の光音響信号を再構成することで、図６に示す光音響画像を生成できる。
【００５０】
なお、上記では超音波はラインｂｙライン、光音響は２つのエリアに分割して光音響信号を検出するものとして説明したが、超音波についても、２つのエリアのそれぞれで超音波の送受信を行い、反射音響信号を検出することとしてもよい。例えば、被検体に対して光を照射してエリア１に対応する素子番号１−６４の超音波振動子で光音響信号を検出した後に、素子番号１−６４の超音波振動子からフォーカスなしで被検体に対して超音波を送信し、反射音響信号を検出してもよい。エリア２についても同様に、光照射後にエリア２に対応する素子番号６５−１２８の超音波振動子で光音響信号を検出し、次いで、素子番号６５−１２８の超音波振動子から被検体に対して超音波を送信して反射音響信号を検出してもよい。光音響信号と反射音響信号の検出は、どちらが先でもよい。
【００５１】
上記では、光音響信号を２つのエリアに分割して検出することとしたが、領域分割は行わなくてもよい。例えば被検体に対して光を照射した後に、全１２８素子で光音響信号を検出するようにしてもよい。この場合、光照射は１回で済む。また、反射音響信号についても同様に、全１２８素子から例えばフォーカスなしで超音波を送信し、１２８素子で反射音響信号を検出してもよい。
【００５２】
音響信号と反射音響信号とを同じエリアで検出する場合、一方の信号の検出を開始したのち、ＡＤ変換手段２２によるサンプリングを継続した状態で他方の信号を検出し、双方の信号を連続的に取得するようにしてもよい。例えば光音響信号の検出を先に行う場合、トリガ制御回路３０は、光トリガ信号（フラッシュランプトリガ信号又はＱスイッチトリガ信号）を出力した後、光音響信号の検出を終了するタイミングで超音波送信トリガ信号を出力する。このとき、ＡＤ変換手段２２はサンプリングを中断せず、サンプリングを継続する。言い換えれば、トリガ制御回路３０は、ＡＤ変換手段２２がサンプリングを継続している状態で、超音波送信トリガ信号を出力する。超音波送信トリガ信号に応答してプローブ１１が超音波送信を行うことで、プローブ１１で検出される音響波は、光音響波から反射音響波に変わる。ＡＤ変換手段２２がサンプリングを継続することで、光音響信号と反射音響信号とを連続的にサンプリングすることができる。この場合、光音響波の検出開始から反射音響波の検出終了までの間の時間を、別々にサンプリングする場合に比して短縮することができ、双方の画像を重畳して表示する際に、画像間の位置ずれを抑制することができる。
【００５３】
ここで、ＡＤ変換手段２２が光音響信号と反射音響信号とを同一のサンプリングレートでサンプリングする場合には、反射音響信号を１／２にリサンプルするリサンプル手段を設けるとよい。１／２リサンプル手段は、例えば反射音響信号を時間軸方向に１／２に圧縮する。リサンプルを行う理由は、被検体内の深さ方向の同じ位置で光音響信号及び反射音響信号が発生したとすると、反射音響信号の場合は、プローブ１１から送信された超音波がその位置まで進むまでに要する時間が必要なため、超音波送信から反射音響信号検出までの時間が、光照射から光音響信号検出までの時間の倍の時間となるためである。つまり、光音響信号は片道分の時間で検出されるのに対し、反射音響信号は往復分の時間がかかるためである。リサンプルを行うのに代えて、反射音響信号検出時のＡＤ変換手段２２のサンプリングレートを、光音響信号検出時のサンプリングレートの半分に制御してもよい。
【００５４】
続いて、音速分布の生成について説明する。図７は、プローブの超音波振動子と被検体内の光吸収体とを示す。同図において、横軸方向は一次元配列された超音波振動子の配列方向を表し、縦軸は被検体の深さ方向を表している。斜線で示す領域は、反射音響信号検出時の開口素子を表す。開口素子の直下には反射体４５が存在する。開口素子を形成する例えば６４素子から被検体の深さ方向に超音波を送信し、反射体４５からの反射音響波を検出することを考える。
【００５５】
図８は、開口素子で検出された反射音響信号の時間分布に示す。同図において、縦軸は超音波送信からの経過時間を表している。同図に示すように、開口内の各素子で検出される反射体４５（図７）からの反射音響信号の検出時刻は、開口内における反射体４５の位置と、各超音波振動子との位置関係に応じて変化する。図９は、再構成された１ライン分のデータを示す。図８に示す６４素子分の反射音響信号を遅延加算することで、反射音響信号が１点に収束する、超音波画像の１ライン分のデータが得られる。一連の処理を各ラインに対して行うことで、１フレームの超音波画像が生成できる。
【００５６】
図１０は、被検体内の音速が一定ではないときの反射音響信号の時間分布を示す。図８に示す反射音響信号を再構成する際に、被検体内の音速が想定音速に一致しており、かつ、音速が被検体内の位置に依存して変化しなければ、反射音響信号を遅延加算する際に各素子に与える遅延時間は、反射体と各素子との位置関係から一義的に定まる。しかし、音速が均一でない場合、検出された反射音響信号の時間分布は、図１０に破線で示すように、実線で示す音速が均一である場合からずれる。その場合、遅延加算する際に均一な想定音速を仮定した理想的な遅延曲線で遅延しても、反射音響信号を１点に収束させることができなくなる。そこで、検出された反射音響信号が１点に再構成されるような仮想音速値を求める。仮想音速値を各画素について求めていくことで、被検体内の音速分布が求まる。
【００５７】
図１１は、音速分布を求める際の動作手順の一例を示す。ここでは、反射音響信号を、時間軸を深さ方向の位置に置き換えた画像とみなして説明する。音速分布生成手段２７は、ある素子のある時間軸方向の位置（ある画素）における反射音響信号の信号強度が所定の値以上であるか否かを判断する（ステップＡ１）。音速分布生成手段２７は、信号強度が所定の値以上のとき、その画素（着目画素）について位相を計算する（ステップＡ２）。音速分布生成手段２７は、ステップＡ２では、例えば被検体内の音速分布を仮定し、その仮定に基づいて、着目画素に対応する素子をほぼ中心に含む開口素子のそれぞれに対して、遅延加算を行う際の遅延時間を設定する。
【００５８】
音速分布生成手段２７は、ステップＡ２で計算した位相に基づいて、開口素子内の反射音響信号を遅延加算した際の画素の輝度値（再構成された信号の信号強度）を評価する（ステップＡ３）。音速分布生成手段２７は、ステップＡ３で評価した輝度値が最大値であるか否かを判断する（ステップＡ４）。最大値でない場合は、ステップＡ２に戻り、異なる音速分布を仮定して位相を計算し直す。音速分布生成手段２７は、ステップＡ４で輝度値が最大になったと判断するまで、ステップＡ２とステップＡ３を繰り返し実行し、最大輝度値を与える位相を求める。
【００５９】
音速分布生成手段２７は、ステップＡ４で輝度値が最大であると判断すると、着目画素における位相データ（位相分布）をメモリなどの記憶手段に格納する（ステップＡ５）。音速分布生成手段２７は、例えば輝度値が最大になるときの、開口素子のそれぞれに与える遅延時間の情報を、着目画素における位相データとして記憶手段に格納する。遅延時間情報に代えて、着目画素から各素子に向かう方向の音速のデータを、位相データとして格納してもよい。また、各素子に与える遅延時間又は各素子に向かう方向の音速データを、所定の関数（例えば二次関数以上の関数）で近似した際の関数パラメータを、位相データとして記憶手段に格納してもよい。
【００６０】
音速分布生成手段２７は、全ての画素を処理したか否かを判断する（ステップＡ６）。未処理の画素が残っているときはステップＡ１に戻り、次の画素について、輝度値が所定の値以上であるか否かを判断する。ここで、輝度値が所定の値よりも小さいと判断された画素は、位相の変化に対する輝度値の変化が評価できない。従って、ステップＡ１で輝度値が所定の値よりも小さいと判断された場合は、位相計算を行わずに、輝度値が所定の値以上となる画素が選択されるまで、ステップＡ１を繰り返す。
【００６１】
音速分布生成手段２７は、ステップＡ６で未処理の画素がないと判断すると、ステップＡ５で格納された位相データに基づいて、音速分布を生成する（ステップＡ７）。位相データに基づく音速分布の生成（推定）には、既知の手法を用いることができる。
【００６２】
音速分布生成手段２７は、音速分布に基づく位相データを、音速補正テーブルとして光音響画像再構成手段２５１と超音波画像再構成手段２６１とに出力する。光音響画像再構成手段２５１は、音速補正テーブルに基づく遅延時間で、光音響信号を遅延加算する。また、超音波画像再構成手段２６１は、音速補正テーブルに基づく遅延時間で、反射音響信号を再構成する。音速分布生成手段２７から音速補正テーブルを出力するのに代えて、音速分布のデータを光音響画像再構成手段２５１と超音波画像再構成手段２６１とに出力し、それら手段において音速分布データに基づく遅延時間で遅延加算を行うようにしてもよい。
【００６３】
音速分布の求め方は、上記したものには限定されない。例えば特許文献３に記載された方法と同様な方法で局所音速値を計算し、その分布を求めることとしてもよい。すなわち、ホイヘンスの原理を用いて、被検体内の着目領域よりも浅い領域に設定された格子点と着目領域とにおける最適音速値を判定し、着目領域における最適音速値に基づいて、超音波を着目領域に送信したときに着目領域から受信される受信波を演算し、着目領域における仮定音速を仮定して、仮定音速に基づいて各格子点における最適音速値から求めた各格子点からの受信波を合成して合成受信波を得て、受信波と合成受信波に基づいて着目領域における局所音速値を判定することで局所音速値を求め、その分布を求めてもよい。
【００６４】
引き続き、動作手順を説明する。図１２は光音響画像処理装置の動作手順を示す。トリガ制御回路３０は、超音波送信トリガ信号を送信制御回路３１に出力する。送信制御回路３１は、超音波送信トリガ信号を受け取ると、プローブ１１から超音波を送信させる（ステップＢ１）。プローブ１１は、超音波の送信後、送信した超音波に対する反射音響信号を検出する（ステップＢ２）。プローブ１１が検出した反射音響信号は、受信回路２１を介してＡＤ変換手段２２に入力される。ＡＤ変換手段２２は、反射音響信号をサンプリングしてデジタルデータに変換し、受信メモリ２３に格納する。
【００６５】
続いて、トリガ制御回路３０は、フラッシュランプトリガ信号をレーザユニット１３に出力する。レーザユニット１３では、フラッシュランプトリガ信号に応答してフラッシュランプ４１が点灯し、レーザ媒質の励起が開始される。トリガ制御回路３０は、Ｑスイッチトリガ信号をレーザユニット１３に送り、Ｑスイッチ４２をオンさせることで、レーザユニット１３からパルスレーザ光を出射させる（ステップＢ３）。トリガ制御回路３０は、例えばフラッシュランプトリガ信号を出力するタイミングと所定の時間関係にあるタイミングでＱスイッチトリガ信号を出力する。例えばトリガ制御回路３０は、フラッシュランプ発光から１５０μ秒後に、Ｑスイッチトリガ信号を出力する。
【００６６】
レーザユニット１３から出射したレーザ光は、被検体に照射される。被検体内では、照射されたパルスレーザ光による光音響信号が発生する。プローブ１１は、被検体内で発生した光音響信号を検出する（ステップＢ４）。プローブが検出した光音響信号は、受信回路２１を介してＡＤ変換手段２２に入力される。ＡＤ変換手段２２は、光音響信号をサンプリングしてデジタルデータに変換し、受信メモリ２３に格納する。なお、反射音響信号と光音響信号の検出は、どちらを先に行ってもよい。また、例えば図２に示すシーケンスに従って、反射音響信号と光音響信号とを交互に検出するようにしてもよい。
【００６７】
データ分離手段２４は、受信メモリ２３から光音響信号を読み出し、読み出した光音響信号を光音響画像生成手段２５に与える。また、受信メモリ２３から反射音響信号を読み出し、読み出した反射音響信号を超音波画像生成手段２６と音速分布生成手段２７とに与える。音速分布生成手段２７は、データ分離手段２４から受け取った反射音響信号に基づいて、音速分布を生成する（ステップＢ５）。
【００６８】
光音響画像生成手段２５は、データ分離手段２４から受け取った光音響信号に基づいて、光音響画像を生成する（ステップＢ６）。その際、光音響画像生成手段２５は、ステップＢ５で生成された音速分布に基づく遅延時間で各素子の光音響信号を遅延加算する。被検体内部の位置に応じた音速の違いを考慮した再構成を行うことで、音速の分布が均一でない場合でも、１つの光音響波の発生源から出た光音響信号を光音響画像上の１つの点に収束させることができる。
【００６９】
超音波画像生成手段２６は、データ分離手段２４から受け取った反射音響信号に基づいて、超音波画像を生成する（ステップＢ７）。その際、超音波画像生成手段２６は、ステップＢ５で生成された音速分布に基づく遅延時間で各素子の反射音響信号を遅延加算する。被検体内部の位置に応じた音速の違いを考慮した再構成を行うことで、音速の分布が均一でない場合でも、１つの反射音響波の発生源から出た反射音響信号を超音波画像上の１つの点に収束させることができる。
【００７０】
悪性度分布画像生成手段２８は、光音響画像生成手段２５から光吸収体の分布を表す光音響画像を入力し、音速分布生成手段２７から音速の分布を表す音速分布（音速マップ）を入力する。なお、図１では、光音響画像再構成手段２５１が再構成した光音響信号を光吸収体の分布を表すデータとして悪性度分布画像生成手段２８に入力しているが、これに代えて、検波・対数変換手段２５２が出力する検波・対数変換後の光音響信号、又は、光音響画像構築手段２５３が生成した光音響画像を、光吸収体の分布を表すデータとして入力するようにしてもよい。
【００７１】
悪性度分布画像生成手段２８は、光音響画像と被検体内の音速分布とに基づいて、悪性度が高いと考えられる部分の分布を示す悪性度分布画像を生成する（ステップＢ８）。悪性度分布画像生成手段２８は、例えば音速が周囲に比して速いか又は所定の値よりも高く、かつ、再構成された光音響信号（光音響画像）の信号強度が所定の値以上の箇所を、悪性度が高い部分として特定し、その部分の分布を示す悪性度分布画像を生成する。悪性度分布画像生成手段２８は、音速と光音響画像の信号強度のうちの少なくとも一方に応じて、悪性度が高い個所として特定された箇所に対応する画素の輝度又は表示色の少なくとも一方を変化させてもよい。
【００７２】
画像合成手段２９は、超音波画像と悪性度分布画像とを合成し（ステップＢ９）、画像表示手段１４の表示画面上に合成画像を表示させる。例えば悪性度分布画像生成手段２８が、悪性度が高い部分として特定された部分を赤色で表示するような悪性度分布画像を生成し、超音波画像にそのような悪性度分布画像を重畳させることで、ユーザに悪性度が高い部分を明示するようにしてもよい。その際、例えば音速と光音響画像の信号強度とに応じて、音速が速いか又は光音響画像の信号強度が大きいほど、悪性度分布画像における輝度値を高くするようにして、より悪性度が高いと考えられる部分が目立つようにしてもよい。あるいは、音速と光音響画像の信号強度とに応じて、青色から赤色へと段階的に表示色が変化するカラーマップを用いて、悪性度分布画像における画素の色を決定するようにしてもよい。
【００７３】
本実施形態では、光音響画像と音速分布とに基づいて、悪性度分布画像を生成する。ユーザは、光音響画像を観察することで光吸収体の分布を知ることができ、一方、音速分布を観察することで被検体内の音速が速いところと遅いところを知ることができる。光音響画像と音速分布とを組み合わせ、光吸収体の分布と音速とが一定の基準を満たす部分を悪性度が高いと考えられる部分として特定し、その部分を悪性度分布画像で表示する。本実施形態では、特に、光音響画像の信号強度が高く、かつ、音速が速い部分を悪性度が高い個所として特定することができる。このようにする場合、医師などのユーザは、悪性度分布画像を観察することで、光吸収体が密集し、かつ、組織が硬化している部分を容易に発見することができる。このように、本実施形態では、光音響で得られた情報と音速分布とを組み合わせ、医師などのユーザに対して、診断等に有用な情報を提供できる。
【００７４】
ユーザは、例えば超音波画像上で、腫瘍などの病変を識別する。超音波画像に対して悪性度分布画像を重畳することで、ユーザは、病変に対応する部分の悪性度を把握することができる。超音波画像からの病変の抽出は、超音波ユニット１２が行ってもよい。例えば悪性度分布画像生成手段２８は、超音波画像生成手段２６から超音波画像を入力し、超音波画像から腫瘍などの病変部を抽出する。腫瘍抽出の手法は特に問わない。例えばパターン認識と輝度とを組み合わせて、超音波画像から腫瘍を抽出する。悪性度分布画像生成手段２８は、抽出された病変部に対応する領域について、悪性度分布画像を生成する。この場合、ユーザは、悪性度分布画像を観察することで、超音波画像で腫瘍などが認められる部分について、その悪性度を判定することができる。
【００７５】
なお、光音響画像の生成に際しては、レーザユニット１３を複数の波長の光を出射可能に構成し、レーザユニット１３から被検体に相互に異なる複数の波長のレーザ光を照射してもよい。その場合、光音響画像生成手段２５は、被検体内の光吸収体における光吸収特性の波長依存性を利用して、例えば動脈と静脈とが判別可能な光音響画像を生成してもよい。
【００７６】
例えば被検体に対して波長約７５０ｎｍの光と、波長約８００ｎｍの光を照射する。ヒトの動脈に多く含まれる酸素化ヘモグロビン(酸素と結合したヘモグロビン:oxy-Hb)の波長７５０ｎｍにおける分子吸収係数は、波長８００ｎｍにおける分子吸収係数よりも高い。一方、静脈に多く含まれる脱酸素化ヘモグロビン（酸素と結合していないヘモグロビンdeoxy-Hb)の波長７５０ｎｍにおける分子吸収係数は、波長８００ｎｍにおける分子吸収係数よりも低い。この性質を利用し、波長８００ｎｍで得られた光音響信号に対して、波長７５０ｎｍで得られた光音響信号が相対的に大きいのか小さいのかを調べることで、動脈からの光音響信号と静脈からの光音響信号とを判別することができる。
【００７７】
図１３は、２つの波長の光を被検体に照射する場合の光音響画像生成手段の構成例を示す。光音響画像生成手段２５ａは、光音響画像再構成手段２５１、検波・対数変換手段２５２、及び光音響画像構築手段２５３に加えて、２波長データ演算手段２５４と強度情報抽出手段２５５と有する。光音響画像再構成手段２５１は、被検体に第１の波長の光が照射されたときの光音響信号（第１の光音響信号）と、第２の波長の光が照射されたときの光音響信号（第２の光音響信号）とを、それぞれ再構成する。光音響画像再構成手段２５１は、再構成した第１の光音響信号及び第２の光音響信号を、２波長データ演算手段２５４と強度情報抽出手段２５５とに渡す。
【００７８】
２波長データ演算手段２５４は、被検体に照射された複数波長の光のそれぞれに対応した光音響信号間の相対的な信号強度の大小関係を示すデータを生成する。２波長データ演算手段２５４は、例えば第１の光音響信号と第２の光音響信号との比を、相対的な信号強度の大小関係を示すデータとして生成する。例えば、第１の光音響信号の信号強度をＸとし、第２の光音響信号の信号強度をＹとしたとき、Ｙ／Ｘを、相対的な信号強度の大小関係を示すデータとする。２つの光音響信号の比（Ｙ／Ｘ）を相対的な信号強度の大小関係を示すデータにするのに代えて、ｔａｎ−１（Ｙ／Ｘ）を相対的な信号強度の大小関係を示すデータとして用いてもよい。
【００７９】
強度情報抽出手段２５５は、各波長に対応した光音響信号に基づいて信号強度を示す強度情報を生成する。強度情報抽出手段２５５は、例えば（Ｘ２＋Ｙ２）１／２を、強度情報として生成する。検波・対数変換手段２５２は、強度情報抽出手段２５５で抽出された強度情報を示すデータの包絡線を生成し、次いでその包絡線を対数変換してダイナミックレンジを広げる。
【００８０】
光音響画像構築手段２５３は、２波長データ演算手段２５４で生成された２波長データの相対的な大小関係の情報と、強度情報抽出手段２５５で生成された強度情報とに基づいて、光音響画像を生成する。光音響画像構築手段２５３は、例えば入力された強度情報に基づいて、光吸収体の分布画像における各画素の輝度（階調値）を決定する。また、光音響画像構築手段２５３は、例えば位相情報に基づいて、光吸収体の分布画像における各画素の色（表示色）を決定する。光音響画像構築手段２５３は、例えば相対的な大小関係を示すデータの範囲を所定の色に対応させたカラーマップに用いて、入力された大小関係を示すデータに基づいて各画素の色を決定する。
【００８１】
光音響画像構築手段２５３は、例えばｔａｎ−１（Ｙ／Ｘ）を光音響信号間の相対的な大小関係を示すデータとしたとき、例えば０°が赤色で４５°に近づくに連れて無色（白色）になるように色が徐々に変化すると共に、９０°が青色で４５°に近づくに連れて白色になるように色が徐々に変化するようなカラーマップを用いて光音響画像を生成する。第１の光音響信号が第２の光音響信号よりも大きい部分は動脈に対応し、第２の光音響信号が第１の光音響信号よりも大きい部分は静脈に対応するため、そのようなカラーマップを用いることで、光音響画像上で、動脈に対応した部分を赤色で表わし、静脈に対応した部分を青色で表わすことができる。
【００８２】
上記では、２つの波長の光が照射される例について説明したが、光音響画像の生成に際して被検体に照射されるパルスレーザ光の波長の数は２つには限られない。３以上のパルスレーザ光を被検体に照射し、各波長に対応する光音響信号に基づいて光音響画像を生成してもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、音速分布生成手段２７が、反射音響波に基づいて音速分布を生成する例について説明したが、これには限定されず、音速分布生成手段２７は、反射音響波及び光音響波の少なくとも一方に基づいて音速分布を生成すればよい。例えば音速分布生成手段２７は、データ分離手段２４から光音響信号（光音響データ）を受け取り、光音響信号に基づいて音速分布を生成する。音速分布生成のアルゴリズムには、反射音響波に基づく音速分布生成と同様なアルゴリズムを用いることができる。
【００８４】
音速分布を生成する際に使用する音響波の検出信号は、１回分の音響波送信に対して検出された反射音響信号、又は、１回分の光照射により生じた光音響信号には限定されない。例えば、超音波送信を複数回行い、複数回分の反射音響信号を加算平均して音速分布を生成してもよい。また、光照射を複数回行い、複数回分の光音響信号を加算平均して音速分布を生成してもよい。超音波画像及び光音響画像の生成も、同様に、加算平均された反射音響信号及び光音響信号に基づいて画像生成を行ってもよい。
【００８５】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光音響画像処理装置及び方法は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１０：光音響画像処理装置
１１：プローブ
１２：超音波ユニット
１３：レーザユニット
１４：画像表示手段
２１：受信回路
２２：ＡＤ変換手段
２３：受信メモリ
２４：データ分離手段
２５：光音響画像生成手段
２６：超音波画像生成手段
２７：音速分布生成手段
２８：悪性度分布画像生成手段
２９：画像合成手段
３０：トリガ制御回路
３１：送信制御回路
３２：制御手段
４１：フラッシュランプ
４２：Ｑスイッチ
２５１：光音響画像再構成手段
２５２：検波・対数変換手段
２５３：光音響画像構築手段
２５４：２波長データ演算手段
２５５：強度情報抽出手段
２６１：超音波画像再構成手段
２６２：検波・対数変換手段
２６３：超音波画像構築手段
【図１】
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【図２】
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【図１１】
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【図１３】
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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１２】
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