(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、少ない計算量で音響波の屈折によって生じる影響が抑制された被検体情報を取得する情報処理装置を提供する。【解決手段】情報処理装置は、被検体内の注目位置から伝搬する音響波が複数の受信手段で受信されることにより得られる複数の信号を用いて、注目位置の被検体情報を取得する情報処理装置であって、音響波の伝搬経路上の媒質の音速情報を取得する音速取得手段と、音速情報に対する補正量を取得し、当該補正量を用いて、音速情報を補正する補正手段と、補正された音速情報に基づいて、注目位置から複数の受信手段までの伝搬経路を直線近似して音響波の伝搬時間を決定し、複数の信号及び伝搬時間に基づいて、注目位置の被検体情報を取得する情報取得手段と、を有する。【選択図】図１
2018061716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内の注目位置から伝搬する音響波が複数の受信手段で受信されることにより得られる複数の信号を用いて、前記注目位置の被検体情報を取得する情報処理装置であって、
音響波の伝搬経路上の媒質の音速情報を取得する音速取得手段と、
前記音速情報に対する補正量を取得し、当該補正量に基づいて、前記音速情報を補正する補正手段と、
補正された前記音速情報に基づいて、前記注目位置から前記複数の受信手段までの伝搬経路を直線近似して音響波の伝搬時間を決定し、前記複数の信号及び前記伝搬時間に基づいて、前記注目位置の前記被検体情報を取得する情報取得手段と、
を有する
ことを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記補正量が保存された記憶手段を有し、
前記補正手段は、前記記憶手段から前記補正量を読み出すことにより取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記音速情報、前記複数の受信手段の位置情報、前記注目位置の位置情報、及び前記補正量の関係を示す関係テーブルまたは関係式が保存された記憶手段を有し、
前記補正手段は、
前記複数の受信手段の位置情報及び前記注目位置の位置情報を取得し、
前記関係テーブルまたは前記関係式を前記記憶手段から読み出し、
前記音速情報、前記複数の受信手段の前記位置情報、前記注目位置の前記位置情報、及び前記関係テーブルまたは前記関係式に基づいて、前記補正量を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記補正手段は、
ユーザーの指示に基づいて決定される前記注目位置の前記位置情報を取得する
ことを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記補正手段は、
ユーザーの指示に基づいて前記補正量を取得する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記音速取得手段は、温度センサにより測定された前記媒質の温度情報に基づいて、前記音速情報を取得し、
前記補正手段は、前記温度情報に基づいて取得された前記音速情報を補正する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記媒質は、前記被検体、及び、前記被検体と前記複数の受信手段との間に配置された音響マッチング材を含み、
前記音速取得手段は、
前記温度センサにより測定された前記音響マッチング材の温度情報に基づいて、前記音響マッチング材の音速情報を取得し、
前記補正手段は、前記温度情報に基づいて取得された前記音響マッチング材の音速情報を補正し、
前記情報取得手段は、前記音響マッチング材の補正された前記音速情報と、前記音速取得手段により取得された前記被検体の前記音速情報とに基づいて、前記注目位置から前記複数の受信手段までの伝搬経路を直線近似して音響波の伝搬時間を決定する
ことを特徴とする請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記補正手段は、
特定の深さに存在する複数の前記注目位置に対して、前記補正量に基づいて、前記音速情報を補正し、
前記情報取得手段は、
複数の前記注目位置に対応する補正された前記音速情報に基づいて、複数の前記注目位置から前記複数の受信手段までの伝搬経路を直線近似して、複数の前記注目位置に対応する前記伝搬時間を決定し、
前記複数の信号及び複数の前記注目位置に対応する前記伝搬時間に基づいて、複数の前記注目位置の前記被検体情報を取得する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記補正手段は、
特定の深さまたは前記特定の深さの近傍の深さに存在する複数の前記注目位置に対して、前記補正量に基づいて、前記音速情報を補正し、
前記情報取得手段は、
複数の前記注目位置に対応する補正された前記音速情報に基づいて、複数の前記注目位置から前記複数の受信手段までの伝搬経路を直線近似して、複数の前記注目位置に対応する前記伝搬時間を決定し、
前記複数の信号及び複数の前記注目位置に対応する前記伝搬時間に基づいて、複数の前記注目位置の前記被検体情報を取得する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記被検体に光照射を行う光照射手段を有し、
前記複数の受信手段は、前記光照射に起因して発生する音響波を受信することにより、前記複数の信号を出力する
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記被検体に超音波を送信する送信手段を有し、
前記複数の受信手段は、前記超音波が前記被検体の内部で反射することにより発生する音響波を受信することにより、前記複数の信号を出力する
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
被検体内の注目位置から伝搬する音響波が複数の受信手段で受信されることにより得られる複数の信号を用いて、前記注目位置の被検体情報を取得する情報処理方法であって、
音響波の伝搬経路上の媒質の音速情報を取得し、
前記音速情報に対する補正量を取得し、
前記補正量を用いて、前記音速情報を補正し、
補正された前記音速情報に基づいて、前記注目位置から前記複数の受信手段までの伝搬経路を直線近似して音響波の伝搬時間を決定し、
前記複数の信号及び前記伝搬時間に基づいて、前記注目位置の前記被検体情報を取得する
ことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響波の受信信号に基づいて被検体情報を取得する情報処理装置、情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体から伝搬する音響波の受信信号に基づいてイメージングを行う装置が知られている。特許文献１には、光音響効果により発生した音響波（光音響波とも呼ぶ）の受信信号を用いて、被検体内の情報を取得する光音響装置が記載されている。
【０００３】
また、被検体内で発生した音響波が、被検体とは音速値が異なる媒質を伝搬するときに屈折することが知られている。この屈折によって生じる音響波の伝搬時間への影響を考慮せずに再構成を行うと、得られる画像の画質の低下を招いてしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１では、屈折した音響波の伝搬経路（音線とも呼ぶ）をスネルの法則に基づいて算出し、この伝搬経路に沿った音響波の伝搬時間を算出している。また、特許文献１では、屈折を考慮して算出された伝搬時間に基づいて再構成を行い、光音響イメージングによる画像化を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６７２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載されたように、屈折した音響波の伝搬経路をスネルの法則に基づいて算出する場合、計算量が膨大となり、画像化に多くの時間を要してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、少ない計算量で音響波の屈折によって生じる影響が抑制された被検体情報を取得する情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る情報処理装置は、被検体内の注目位置から伝搬する音響波が複数の受信手段で受信されることにより得られる複数の信号を用いて、注目位置の被検体情報を取得する情報処理装置であって、音響波の伝搬経路上の媒質の音速情報を取得する音速取得手段と、音速情報に対する補正量を取得し、当該補正量を用いて、音速情報を補正する補正手段と、補正された音速情報に基づいて、注目位置から複数の受信手段までの伝搬経路を直線近似して音響波の伝搬時間を決定し、複数の信号及び伝搬時間に基づいて、注目位置の被検体情報を取得する情報取得手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る情報処理装置によれば、少ない計算量で音響波の屈折によって生じる影響が抑制された被検体情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る光音響装置のブロック図
【図２】本実施形態に係るプローブの模式図
【図３】本実施形態に係るコンピュータ及びその周辺の構成を示すブロック図
【図４】本実施形態に係る被検体情報の取得フロー図
【図５】シミュレーションの計算モデルを示す図
【図６】シミュレーションにおけるプローブの走査位置を示す図
【図７】本実施形態に係るＧＵＩを示す図
【図８】比較例及び本実施形態に係るシミュレーション結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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る。よって、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。
【００１２】
本発明に係る音響波とは、典型的には超音波であり、音波、音響波と呼ばれるものを含み、光音響効果により発生した音響波である光音響波や、被検体内部の超音波を送信して反射された超音波を含む。本発明は、光音響効果により発生した音響波に基づいて画像データを取得する光音響装置や、被検体に超音波を送受信することにより画像データを取得する超音波装置に適用することができる。
【００１３】
本発明に係る光音響装置により得られる光音響画像は、光照射により発生した光音響波に由来するあらゆる画像を含む概念である。光音響画像は、光音響波の発生音圧（初期音圧）、光吸収エネルギー密度、及び光吸収係数、被検体を構成する物質の濃度（酸素飽和度など）などの少なくとも１つの被検体情報の空間分布を表す画像データである。また、本発明に係る超音波装置により得られる超音波画像は、超音波の送信により発生したエコー波に由来するあらゆる画像を含む概念である。超音波画像は、Ｂモード画像、ドップラー画像、エラスト画像の少なくとも一つの画像を含む。これらの超音波画像は、被検体の音響インピーダンス、血流、弾性などの被検体の特性に基づいた被検体情報の空間分布を表す画像データである。
【００１４】
以下、本実施形態の光音響装置の構成及び情報処理方法について説明する。
【００１５】
本実施形態において、光音響装置を用いた例を説明する。図１を用いて本実施形態に係る光音響装置の構成を説明する。図１は、光音響装置全体の概略ブロック図である。本実施形態に係る光音響装置は、駆動部１３０、信号収集部１４０、コンピュータ１５０、表示部１６０、入力部１７０、プローブ１８０、及び温度センサ１９０を有する。プローブ１８０は、光照射部１１０、及び受信部１２０を有する。図２は、本実施形態に係るプローブ１８０の模式図を示す。測定対象は、被検体１００である。駆動部１３０は、光照射部１１０と受信部１２０を駆動し、機械的な走査を行う。光照射部１１０が光を被検体１００に照射し、被検体１００内で音響波が発生する。光に起因して光音響効果により発生する音響波を光音響波とも呼ぶ。受信部１２０は、光音響波を受信することによりアナログ信号としての電気信号（光音響信号）を出力する。
【００１６】
信号収集部１４０は、受信部１２０から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、コンピュータ１５０に出力する。コンピュータ１５０は、信号収集部１４０から出力されたデジタル信号を、超音波または光音響波に由来する信号データとして記憶する。
【００１７】
コンピュータ１５０は、記憶されたデジタル信号に対して信号処理を行うことにより、光音響画像を表す画像データを生成する。また、コンピュータ１５０は、得られた画像データに対して画像処理を施した後に、画像データを表示部１６０に出力する。表示部１６０は、光音響画像を表示する。ユーザーとしての医師や技師等は、表示部１６０に表示された光音響画像を確認することにより、診断を行うことができる。表示画像は、ユーザーやコンピュータ１５０からの保存指示に基づいて、コンピュータ１５０内のメモリや、モダリティとネットワークで接続されたデータ管理システムなどに保存される。
【００１８】
また、コンピュータ１５０は、光音響装置に含まれる構成の駆動制御も行う。また、表示部１６０は、コンピュータ１５０で生成された画像の他にＧＵＩなどを表示してもよい。入力部１７０は、ユーザーが情報を入力できるように構成されている。ユーザーは、入力部１７０を用いて測定開始や終了、作成画像の保存指示などの操作を行うことができる。
【００１９】
本実施形態に係る情報処理方法では、画像データの生成に用いるために取得された音速情報を所定の補正量で補正し、補正された音速情報を用いて、音響波の伝搬経路を直線近似して再構成する。これにより、測定対象である被検体と音響マッチング材との音速差に起因して屈折した音響波の伝搬経路を算出することなく、少ない計算量で音響波の屈折によって生じる画質への影響を抑制することができる。
【００２０】
以下、本実施形態に係る光音響装置の各構成の詳細を説明する。
【００２１】
（光照射部１１０）
光照射部１１０は、光を発する光源１１１と、光源１１１から射出された光を被検体１００へ導く光学系１１２とを含む。なお、光は、いわゆる矩形波、三角波などのパルス光を含む。
【００２２】
光源１１１が発する光のパルス幅としては、１ｎｓ以上、１００ｎｓ以下のパルス幅であってもよい。また、光の波長として４００ｎｍから１６００ｎｍ程度の範囲の波長であってもよい。血管を高解像度でイメージングする場合は、血管での吸収が大きい波長（４００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下）を用いてもよい。生体の深部をイメージングする場合には、生体の背景組織（水や脂肪など）において典型的に吸収が少ない波長（７００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下）の光を用いてもよい。
【００２３】
光源１１１としては、レーザーや発光ダイオードを用いることができる。また、複数波長の光を用いて測定する際には、波長の変更が可能な光源であってもよい。なお、複数波長を被検体に照射する場合、互いに異なる波長の光を発生する複数台の光源を用意し、それぞれの光源から交互に照射することも可能である。複数台の光源を用いた場合もそれらをまとめて光源として表現する。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用することができる。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーやアレキサンドライトレーザーなどのパルスレーザーを光源として用いてもよい。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー光を励起光とするＴｉ：ｓａレーザーやＯＰＯ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）レーザーを光源として用いてもよい。また、光源１１１としてフラッシュランプや発光ダイオードを用いてもよい。また、光源１１１としてマイクロウェーブ源を用いてもよい。
【００２４】
光学系１１２には、レンズ、ミラー、光ファイバ等の光学素子を用いることができる。乳房等を被検体１００とする場合、パルス光のビーム径を広げて照射するために、光学系の光出射部は光を拡散させる拡散板等で構成されていてもよい。一方、光音響顕微鏡においては、解像度を上げるために、光学系１１２の光出射部はレンズ等で構成し、ビームをフォーカスして照射してもよい。
【００２５】
なお、光照射部１１０が光学系１１２を備えずに、光源１１１から直接被検体１００に光を照射してもよい。
【００２６】
（受信部１２０）
受信部１２０は、音響波を受信することにより電気信号を出力するトランスデューサ１２１と、トランスデューサ１２１を支持する支持体１２２とを含む。また、トランスデューサ１２１は、音響波を送信する送信手段としてもよい。受信手段としてのトランスデューサと送信手段としてのトランスデューサとは、単一（共通）のトランスデューサでもよいし、別々の構成であってもよい。
【００２７】
トランスデューサ１２１を構成する部材としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック材料や、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電膜材料などを用いることができる。また、圧電素子以外の素子を用いてもよい。例えば、静電容量型トランスデューサ（ＣＭＵＴ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）、ファブリペロー干渉計を用いたトランスデューサなどを用いることができる。なお、音響波を受信することにより電気信号を出力できる限り、いかなるトランスデューサを採用してもよい。また、トランスデューサにより得られる信号は時間分解信号である。つまり、トランスデューサにより得られる信号の振幅は、各時刻にトランスデューサで受信される音圧に基づく値（例えば、音圧に比例した値）を表したものである。
【００２８】
光音響波を構成する周波数成分は、典型的には１００ＫＨｚから１００ＭＨｚであり、トランスデューサ１２１として、これらの周波数を検出することのできるものを採用することができる。
【００２９】
支持体１２２は、機械的強度が高い金属材料などから構成されていてもよい。照射光を被検体に多く入射させるために、支持体１２２の被検体１００側の表面に鏡面もしくは光散乱させる加工が行われていてもよい。本実施形態において支持体１２２は半球殻形状であり、半球殻上に複数のトランスデューサ１２１を支持できるように構成されている。この場合、支持体１２２に配置されたトランスデューサ１２１の指向軸は半球の曲率中心付近に集まる。そして、複数のトランスデューサ１２１から出力された信号を用いて画像化したときに曲率中心付近の画質が高くなる。なお、支持体１２２はトランスデューサ１２１を支持できる限り、いかなる構成であってもよい。支持体１２２は、１Ｄアレイ、１．５Ｄアレイ、１．７５Ｄアレイ、２Ｄアレイと呼ばれるような平面又は曲面内に、複数のトランスデューサを並べて配置してもよい。複数のトランスデューサ１２１が複数の受信手段に相当する。
【００３０】
また、支持体１２２は音響マッチング材を貯留する容器として機能してもよい。すなわち、支持体１２２をトランスデューサ１２１と被検体１００との間に音響マッチング材を配置するための容器としてもよい。
【００３１】
また、受信部１２０が、トランスデューサ１２１から出力される時系列のアナログ信号を増幅する増幅器を備えてもよい。また、受信部１２０が、トランスデューサ１２１から出力される時系列のアナログ信号を時系列のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えてもよい。すなわち、受信部１２０が後述する信号収集部１４０を備えてもよい。
【００３２】
なお、音響波を様々な角度で検出できるようにするために、理想的には被検体１００を全周囲から囲むようにトランスデューサ１２１を配置してもよい。ただし、被検体１００が大きく全周囲を囲むようにトランスデューサを配置できない場合は、半球状の支持体１２２上にトランスデューサを配置して全周囲を囲む状態に近づけてもよい。
【００３３】
なお、トランスデューサの配置や数及び支持体の形状は被検体に応じて最適化すればよく、本発明に関してはあらゆる受信部１２０を採用することができる。
【００３４】
受信部１２０と被検体１００との間の空間は、光音響波が伝播することができる媒質で満たす。この媒質には、音響波が伝搬でき、被検体１００やトランスデューサ１２１との界面において音響特性が整合し、できるだけ光音響波の透過率が高い材料を採用する。例えば、この媒質には、水、超音波ジェルなどを採用することができる。
【００３５】
図２（ａ）は、プローブ１８０の側面図を示し、図２（ｂ）は、プローブ１８０の上面図（図２（ａ）の紙面上方向から見た図）を示す。図２に示された本実施形態に係るプローブ１８０は、開口を有する半球状の支持体１２２に複数のトランスデューサ１２１が３次元に配置された受信部１２０を有する。また、図２に示されたプローブ１８０は、支持体１２２の底部に光学系１１２の光射出部が配置されている。また、図２に示されたプローブ１８０は、支持体１２２の内部に貯留された音響マッチング材２１０の温度を測定する温度センサ１９０を有する。図２では、温度センサがプローブ１８０に取り付けられ、音響マッチング材２１０と接触して温度を測定する例を示したが、プローブ１８０とは別に構成された温度センサにより非接触に音響マッチング材２１０の温度を測定してもよい。例えば、温度センサ１９０としては、サーミスタ式温度センサなどの接触型の温度センサや放射型温度センサなどの非接触型の温度センサを用いることができる。
【００３６】
本実施形態においては、図２に示すように被検体１００は、保持部２００に接触することにより、その形状が保持される。本実施形態では、被検体１００が乳房の場合に、伏臥位の被検者を支持する寝台に乳房を挿入するための開口を設けて、開口から鉛直方向に垂らされた乳房を測定する形態を想定している。
【００３７】
受信部１２０と保持部２００の間の空間は、光音響波が伝播することができる媒質（音響マッチング材２１０）で満たされる。この媒質には、光音響波が伝搬でき、被検体１００やトランスデューサ１２１との界面において音響特性が整合し、できるだけ光音響波の透過率が高い材料を採用する。例えば、この媒質には、水、超音波ジェルなどを採用することができる。
【００３８】
保持手段としての保持部２００は被検体１００の形状を測定中に保持するために使用される。保持部２００により被検体１００を保持することによって、被検体１００の動きの抑制および被検体１００の位置を保持部２００内に留めることができる。保持部２００の材料には、ポリカーボネートやポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等、樹脂材料を用いることができる
【００３９】
保持部２００は、被検体１００を保持できる硬度を有する材料であることが好ましい。保持部２００は、測定に用いる光を透過する材料であってもよい。保持部２００は、インピーダンスが被検体１００と同程度の材料で構成されていてもよい。乳房等の曲面を有するものを被検体１００とする場合、凹型に成型した保持部２００であってもよい。この場合、保持部２００の凹部分に被検体１００を挿入することができる。
【００４０】
保持部２００は、取り付け部２０１に取り付けられている。取り付け部２０１は、被検体の大きさに合わせて複数種類の保持部２００を交換可能に構成されていてもよい。例えば、取り付け部２０１は、曲率半径や曲率中心などの異なる保持部に交換できるように構成されていてもよい。
【００４１】
また、保持部２００には保持部２００の情報が登録されたタグ２０２が設置されていてもよい。例えば、タグ２０２には、保持部２００の曲率半径、曲率中心、音速、識別ＩＤ等の情報を登録することができる。タグ２０２に登録された情報は、読み取り部２０３により読み出され、コンピュータ１５０に転送される。保持部２００が取り付け部２０１に取り付けられたときに容易にタグ２０２を読み取るために、読み取り部２０３は取り付け部２０１に設置されていてもよい。例えば、タグ２０２はバーコードであり、読み取り部２０３はバーコードリーダである。
【００４２】
（駆動部１３０）
駆動部１３０は、被検体１００と受信部１２０との相対位置を変更する部分である。本実施形態では、駆動部１３０は、支持体１２２をＸＹ方向に移動させる装置であり、ステッピングモータを搭載した電動のＸＹステージある。駆動部１３０は、駆動力を発生させるステッピングモータなどのモータと、駆動力を伝達させる駆動機構と、受信部１２０の位置情報を検出する位置センサとを含む。駆動機構としては、リードスクリュー機構、リンク機構、ギア機構、油圧機構、などを用いることができる。また、位置センサとしては、エンコーダー、可変抵抗器、などを用いたポテンショメータなどを用いることができる。
【００４３】
なお、駆動部１３０は被検体１００と受信部１２０との相対位置をＸＹ方向（二次元）に変更させるものに限らず、一次元または三次元に変更させてもよい。
【００４４】
なお、駆動部１３０は、被検体１００と受信部１２０との相対的な位置を変更できれば、受信部１２０を固定し、被検体１００を移動させてもよい。被検体１００を移動させる場合は、被検体１００を保持する保持部を動かすことで被検体１００を移動させる構成などが考えられる。また、被検体１００と受信部１２０の両方を移動させてもよい。
【００４５】
駆動部１３０は、相対位置を連続的に移動させてもよいし、ステップアンドリピートによって移動させてもよい。駆動部１３０は、プログラムされた軌跡で移動させる電動ステージであってもよいし、手動ステージであってもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、駆動部１３０は光照射部１１０と受信部１２０を同時に駆動して走査を行っているが、光照射部１１０だけを駆動したり、受信部１２０だけを駆動したりしてもよい。
【００４７】
（信号収集部１４０）
信号収集部１４０は、トランスデューサ１２１から出力されたアナログ信号である電気信号を増幅するアンプと、アンプから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを含む。信号収集部１４０は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）チップなどで構成されてもよい。信号収集部１４０から出力されるデジタル信号は、コンピュータ１５０内の記憶部１５２に記憶される。信号収集部１４０は、Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＤＡＳ）とも呼ばれる。本明細書において電気信号は、アナログ信号もデジタル信号も含む概念である。なお、信号収集部１４０は、光照射部１１０の光射出部に取り付けられた光検出センサと接続されており、光が光照射部１１０から射出されたことをトリガーに、同期して処理を開始してもよい。また、信号収集部１４０は、フリーズボタンなどを用いてなされる指示をトリガーに同期して、当該処理を開始してもよい。
【００４８】
（コンピュータ１５０）
情報処理装置としてのコンピュータ１５０は、演算部１５１、記憶部１５２、制御部１５３を含む。各構成の機能については処理フローの説明の際に説明する。
【００４９】
演算部１５１としての演算機能を担うユニットは、ＣＰＵやＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）チップ等の演算回路で構成されることができる。これらのユニットは、単一のプロセッサや演算回路から構成されるだけでなく、複数のプロセッサや演算回路から構成されていてもよい。演算部１５１は、入力部１７０から、被検体音速や保持部の構成などの各種パラメータを受けて、受信信号を処理してもよい。
【００５０】
記憶部１５２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスクやフラッシュメモリなどの非一時記憶媒体で構成することができる。また、記憶部１５２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性の媒体であってもよい。なお、プログラムが格納される記憶媒体は、非一時記憶媒体である。なお、記憶部１５２は、１つの記憶媒体から構成されるだけでなく、複数の記憶媒体から構成されていてもよい。
【００５１】
記憶部１５２は、後述する方法で演算部１５１により生成される光音響画像を示す画像データを保存することができる。
【００５２】
制御部１５３は、ＣＰＵなどの演算素子で構成される。制御部１５３は、光音響装置の各構成の動作を制御する。制御部１５３は、入力部１７０からの測定開始などの各種操作による指示信号を受けて、光音響装置の各構成を制御してもよい。また、制御部１５３は、記憶部１５２に格納されたプログラムコードを読み出し、光音響装置の各構成の作動を制御する。
【００５３】
コンピュータ１５０は専用に設計されたワークステーションであってもよい。また、コンピュータ１５０の各構成は異なるハードウェアによって構成されてもよい。また、コンピュータ１５０の少なくとも一部の構成は単一のハードウェアで構成されてもよい。
【００５４】
図３は、本実施形態に係るコンピュータ１５０の具体的な構成例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１５０は、ＣＰＵ１５４、ＧＰＵ１５５、ＲＡＭ１５６、ＲＯＭ１５７、外部記憶装置１５８から構成される。また、コンピュータ１５０には、表示部１６０としての液晶ディスプレイ１６１、入力部１７０としてのマウス１７１、キーボード１７２が接続されている。
【００５５】
また、コンピュータ１５０および複数のトランスデューサ１２１は、共通の筺体に収められた構成で提供されてもよい。ただし、筺体に収められたコンピュータで一部の信号処理を行い、残りの信号処理を筺体の外部に設けられたコンピュータで行ってもよい。この場合、筺体の内部および外部に設けられたコンピュータを総称して、本実施形態に係るコンピュータとすることができる。すなわち、コンピュータを構成するハードウェアが一つの筺体に収められていなくてもよい。
【００５６】
（表示部１６０）
表示部１６０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などのディスプレイである。コンピュータ１５０により得られた被検体情報等に基づく画像や特定位置の数値等を表示する装置である。表示部１６０は、画像や装置を操作するためのＧＵＩを表示してもよい。なお、被検体情報の表示にあたっては、表示部１６０またはコンピュータ１５０において画像処理（輝度値の調整等）を行った上で表示することもできる。
【００５７】
（入力部１７０）
入力部１７０としては、ユーザーが操作可能な、マウスやキーボードなどで構成される操作コンソールを採用することができる。また、表示部１６０をタッチパネルで構成し、表示部１６０を入力部１７０として利用してもよい。
【００５８】
入力部１７０は、観察したい位置や深さなどの補正量を決定するための情報や、補正量そのものなどを入力できるように構成されていてもよい。すなわち、入力部１７０は、これらの補正量に関する情報を入力できるように構成されていてもよい。入力方法としては、数値を入力してもよいし、スライダーバーを操作することにより入力ができてもよい。また、入力された情報に応じて表示部１６０に補正された画像が更新されていってもよい。これにより、ユーザーは自身の操作によって決定された補正量によって補正された画像を確認しながら、適切な補正量に設定できる。
【００５９】
なお、光音響装置の各構成はそれぞれ別の装置として構成されてもよいし、一体となった１つの装置として構成されてもよい。また、光音響装置の少なくとも一部の構成が一体となった１つの装置として構成されてもよい。
【００６０】
（被検体１００）
被検体１００は光音響装置を構成するものではないが、以下に説明する。本実施形態に係る光音響装置は、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを目的として使用できる。よって、被検体１００としては、生体、具体的には人体や動物の乳房や各臓器、血管網、頭部、頸部、腹部、手指および足指を含む四肢などの診断の対象部位が想定される。例えば、人体が測定対象であれば、オキシヘモグロビンあるいはデオキシヘモグロビンやそれらを含む多く含む血管あるいは腫瘍の近傍に形成される新生血管などを光吸収体の対象としてもよい。また、頸動脈壁のプラークなどを光吸収体の対象としてもよい。また、メチレンブルー（ＭＢ）、インドシニアングリーン（ＩＣＧ）などの色素、金微粒子、またはそれらを集積あるいは化学的に修飾した外部から導入した物質を光吸収体としてもよい。
【００６１】
（被検体情報を取得するためのフロー）
次に、本実施形態に係る情報処理を含む被検体情報の取得方法の各工程を、図４を参照して説明する。なお、各工程は、コンピュータ１５０が光音響装置の構成の動作を制御することにより実行される。
【００６２】
（Ｓ３１０：制御パラメータを指定する工程）
ユーザーが、被検体情報の取得のために必要な光照射部１１０の照射条件（繰り返し周波数や波長など）やプローブ１８０の位置などの制御パラメータを、入力部１７０を用いて指定する。
【００６３】
（Ｓ３２０：プローブを指定位置に移動させる工程）
制御部１５３が、ステップＳ３０１で指定された制御パラメータに基づいて、駆動部１３０にプローブ１８０を指定の位置へ移動させる。ステップＳ３０１において複数位置での撮像が指定された場合には、駆動部１３０は、まずプローブ１８０を最初の指定位置へ移動させる。なお、駆動部１３０は、測定の開始指示がなされたときに、あらかじめプログラムされた位置にプローブ１８０を移動させてもよい。
【００６４】
（Ｓ３３０：光を照射する工程）
光照射部１１０は、Ｓ３１０で指定された制御パラメータに基づいて、被検体１００に光を照射する。
光源１１１から発生した光は、光学系１１２を介してパルス光として被検体１００に照射される。そして、被検体１００内部でパルス光が吸収され、光音響効果により光音響波が生じる。光照射部１１０はパルス光の伝送と併せて信号収集部１４０へ同期信号を送信する。
【００６５】
（Ｓ３４０：光音響波を受信する工程）
信号収集部１４０は、光照射部１１０から送信された同期信号を受信すると、信号収集の動作を開始する。すなわち、信号収集部１４０は、受信部１２０から出力された、音響波に由来するアナログ電気信号を、増幅・ＡＤ変換することにより、増幅されたデジタル電気信号を生成し、コンピュータ１５０へ出力する。コンピュータ１５０は、信号収集部１４０から送信された信号を記憶部１５２に保存する。ステップＳ３０１で複数の走査位置での撮像を指定した場合には、指定した走査位置において、Ｓ３２０−Ｓ３４０のステップを繰り返し実行し、パルス光の照射と音響波に由来するデジタル信号の生成を繰り返す。
【００６６】
（Ｓ３５０：音響波の伝搬経路上の媒質の音速情報を取得する工程）
音速取得手段としてのコンピュータ１５０は、音響波の伝搬経路上の媒質の音速情報を取得する。本実施形態において、コンピュータ１５０は、被検体１００の音速情報及び音響マッチング材２１０の音速情報を取得する。コンピュータ１５０は、被検体１００の音速値ｃｈ及び音響マッチング材２１０の音速値ｃｍを音速情報として取得する。
【００６７】
音響マッチング材２１０の音速情報について、予め測定された音速情報を記憶部１５２に保存しておき、本工程において演算部１５１が記憶部１５２から読み出すことにより取得してもよい。また、音響マッチング材２１０の温度に対する音速情報の関係式または関係テーブルが記憶部１５２に予め保存されていてもよい。そして、本工程において温度センサ１９０が音響マッチング材２１０の温度を測定し、コンピュータ１５０が測定された温度に対応する音速情報を関係式または関係テーブルに従って取得してもよい。また、ユーザーが入力部１７０により音響マッチング材２１０の音速情報を入力し、コンピュータ１５０がその情報を受け取ることにより取得してもよい。
【００６８】
被検体１００での音速情報についても、上述した音響マッチング材２１０の音速情報と同様の方法で取得してもよい。ただし、被検体１００の音速情報は被検体１００毎に異なるため、被検体１００毎に新たなデータを取得することが好ましい。コンピュータ１５０は、被検体１００から発生した音響波に由来する信号を用いて被検体１００の音速情報を取得してもよい。この方法によれば、装置規模を大きくすることなく、被検体１００の固有の音速情報を取得することができる。また、被検体１００から発生した音響波に由来する信号を用いて音響マッチング材２１０の音速情報を取得してもよい。
【００６９】
また、音速値が文献等で知られている媒質については、演算部１５１は、記憶部１５２に保存された既知の音速情報を読み出すことにより、取得してもよい。また、音速情報の取得方法としては、超音波の透過などを利用して実験的に測定してもよいし、超音波ＣＴなど他モダリティを用いて測定してもよい。
【００７０】
なお、本工程では音速値を求めることのできるパラメータであればいかなるパラメータを音速情報として取得してもよい。例えば、密度ρと体積弾性率Ｋとから音速値は求められるため、本工程において密度ρ及び体積弾性率Ｋを音速情報として取得し、それらのパラメータから音速値を求めてもよい。また、被検体１００や音響マッチング材２１０等を伝搬する音響波の伝搬経路における音速値の空間分布を示す情報を、音速情報として取得してもよい。
【００７１】
なお、コンピュータ１５０は、その他公知の手法により被検体１００または音響マッチング材２１０の音速情報を取得してもよい。
【００７２】
（Ｓ３６０：音速情報を補正する工程）
補正手段としてのコンピュータ１５０は、ステップＳ３５０で取得された音速情報に対する補正量を取得する。そして、補正手段としてのコンピュータ１５０は、取得された補正量を用いて、Ｓ３５０で取得された音速情報を補正する。本実施形態では、コンピュータ１５０が、音響マッチング材２１０の音速値ｃｍに対する補正量Δｃｍを取得し、音響マッチング材２１０の補正された音速値ｃｍ＋Δｃｍを補正された音速情報として取得する。すなわち、コンピュータ１５０は、Ｓ３５０で取得された音速値に、補正量を加減算することにより、補正された音速値を取得している。
【００７３】
補正量の取得方法としては、演算部１５１が記憶部１５２に保存された所定の補正量を読み出すことにより、取得してもよい。また、ユーザーが入力部１７０を用いて補正量を決定するための指示を行い、演算部１５１が入力部１７０から送信された指示情報に基づいて、補正量を取得してもよい。また、演算部１５１は、記憶部１５２に保存された、補正量を求めるための情報と補正量との関係を示す関係テーブルまたは関係式を用いて、補正量を取得してもよい。
【００７４】
以下、記憶部１５２に保存する補正量、関係テーブル、または関係式を、図５に示す計算モデルを用いたシミュレーションにより決定する方法を説明する。まず、計算モデルの詳細を説明する。受信部１２０は、５１２個の複数のトランスデューサ１２１が半球状の支持体１２２の内周面に配置された部材である。複数のトランスデューサ１２１はφ１．５ｍｍの振動子とした。また、複数のトランスデューサ１２１は、図２（ｂ）に示すように半球上で３次元スパイラルを形成するように配置した。また、被検体１００の音速値を１６００ｍ／ｓに設定した。また、被検体１００の内部、かつ、支持体１２２の曲率中心点に、対称性を有するφ１ｍｍの球形をした音源を設置した。被検体１００と受信部１２０との間は音響マッチング材２１０である水で満たされている。音響マッチング材２１０の音速値は１５００ｍ／ｓに設定した。なお、φ１ｍｍの球形をした音源から、被検体１００と音響マッチング材２１０との境界までの距離は１５ｍｍである。
【００７５】
注目位置１０１（典型的にはピクセルまたはボクセル）に存在する音源から発生した音響波を、複数のトランスデューサ１２１で受信し、４０ＭＨｚのサンプリング周波数でサンプリングして得られる受信信号を生成する。図６は光照射を行ったタイミングにおける受信部１２０の位置（半球状の支持体の曲率中心の位置）をプロットしたものである。図６に示すように、受信部１２０は、ＸＹ平面内でスパイラル状に移動し、受信部１２０と被検体１００との相対位置を変化させながら、１０２４点で光照射することにより発生した音響波を複数のトランスデューサ１２１で受信する。
【００７６】
受信信号を生成するために、演算部１５１は、被検体１００と音響マッチング材２１０の境界面上の点Ｘを取りうる座標の範囲で変更させて、注目位置１０１と点Ｘの間との伝搬時間と、点Ｘとトランスデューサ１２１との間の伝搬時間とを算出する。演算部１５１は、注目位置１０１と点Ｘの間との伝搬時間と、点Ｘとトランスデューサ１２１との間の伝搬時間の合計が最小となる点Ｘを算出する。これを計算対象としているすべてのトランスデューサ１２１及びすべての注目位置１０１について求める。なお、注目位置１０１―点Ｘ―トランスデューサ１２１の伝搬時間が最小となるときの伝搬経路が、屈折した場合の伝搬経路１０３であると仮定している。そして、演算部１５１は、この伝搬経路１０３に相当する伝搬時間にトランスデューサ１２１が音響波を受信したものとして受信信号を生成する。
【００７７】
そして、演算部１５１は、生成された受信信号を用いて、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）法によって再構成し、再構成画像を生成する。ＵＢＰ法の詳細に関して後述する。再構成の際のボクセル数（Ｘ×Ｙ×Ｚ）は、５１２×５１２×５１２とし、ボクセルピッチは０．１ｍｍとした。
【００７８】
ただし、注目位置１０１と複数のトランスデューサ１２１を結ぶ直線１０２（図５の点線）と、実際の屈折した伝搬経路１０３とは異なる。そのため、音響波の伝搬経路を直線近似して再構成した場合（音響波の伝搬経路を直線１０２として伝搬時間を計算して再構成する場合）には、屈折による画質の低下が生じることが理解される。
【００７９】
そこで、演算部１５１は、音響マッチング材２１０の音速値を複数パターン変更して再構成を行い、再構成画像の画質が高くなる音速値を決定する。さらに、演算部１５１は、このように再構成画像を評価して決定された、画質が高くなる音速値と、計算モデルの音速値の設定値と差分を、音響マッチング材２１０の音速値に対する補正量として決定する。演算部１５１は、被検体１００の音速値、音響マッチング材２１０の音速値、及び注目位置１０１の位置の複数の組み合わせに対してこの処理を行い、各場合の補正量を算出する。そして、被検体１００の音速値、音響マッチング材２１０の音速値、及び注目位置１０１の位置の組み合わせと、音響マッチング材２１０に対する補正量との関係を示す関係式または関係テーブルを記憶部１５２に保存する。あるいは、複数の組み合わせに対して共通で利用できる補正量の値自体を、記憶部１５２に保存してもよい。そして、後述するように、複数の組み合わせに対して共通の補正量を記憶部１５２から読み出し、各組み合わせに共通の補正量を適用してもよい。
【００８０】
なお、駆動部による、被検体１００と受信部１２０の相対位置の移動がＸＹ平面のみである場合は、補正量はＸＹ方向よりも、Ｚ方向（深さ方向）の方が敏感度が高い傾向がある。そのため、注目位置を含む深さの平面については共通の補正量を適用してもよい。また、注目位置の含む深さの近傍の深さについても共通の補正量を適用してもよい。すなわち、特定の深さ、または、特定の深さ及びその近傍の深さに存在する複数の注目位置に対して共通の補正量を適用してもよい。記憶部１５２に保存する補正量、関係テーブル、または関係式のデータ容量を抑制することができる。
【００８１】
なお、再構成画像の画質の評価方法については、ユーザーが再構成画像に関する情報（画像そのものや画像強度のラインプロファイルなど）を確認し、入力部１７０を用いて補正量の基準となる画質の高い再構成画像を指定してもよい。あるいは、演算部１５１が、再構成画像に基づいて画質を評価してもよい。例えば、演算部１５１は、再構成画像の画像強度のラインプロファイルを生成し、画像強度のピークの両端に現れる、ラインプロファイルの２つの谷の極値の画像強度差を評価し、この画像強度差が小さいほど画質が高いと評価してもよい。この手法では、ＵＢＰ法による再構成により発生する特有の画像特徴を利用してラインプロファイルの対称性を評価し、画質を評価している。この他にも、再構成画像の画質を評価できる方法であればあらゆる方法を採用することができる。
【００８２】
前述したように、ユーザーが入力部１７０を用いて補正量を決定するための指示を行い、演算部１５１が入力部１７０から送信された指示情報に基づいて、補正量を取得してもよい。ユーザーは、補正量の値自体を指示することや、補正量を決定するために必要な情報を、入力部１７０を用いて指示することができる。例えば、補正量を決定するために必要な情報としては、音響波の伝搬経路上の媒質の音速情報（例えば、被検体１００や音響マッチング材２１０の音速情報）、補正したい注目位置などである。演算部１５１は、これらの指示情報と、記憶部１５２に保存されている、これらの情報と補正量との関係を示す関係テーブルまたは関係式とに基づいて、補正量を決定することができる。以下、ユーザーが入力部１７０を用いて補正量を決定するための指示を行う場合に表示部１６０に表示されるＧＵＩの例を、図７を参照して説明する。
【００８３】
例えば、図７（ａ）に示すように、ＧＵＩ上で補正量の値自体をテキストボックス７０１に入力部１７０を用いて入力してもよい。図７（ｂ）に示すように、ユーザーが画像中の深さ（Ｚ方向の位置）を指定可能なスライドバー７０２を操作して、補正したい注目位置を含む深さを指示してもよい。また、図７（ｃ）に示すように、ユーザーがスライドバー７０３を操作して、補正したい注目位置を含む深さを複数にしてもよい。さらに、図７（ｄ）に示すように、ユーザーがスライドバー７０４を操作することにより、図７（ｂ）や図７（ｃ）で指定された深さに対する補正量を指示できるようにしてもよい。
【００８４】
ここで、深さ方向とは、受信部１２０の音響波に対する指向方向のことを指す。本実施形態において深さ方向とは、半球状の支持体１２２の開口の面外方向（図２（ａ）の紙面上下方向）のことを指す。また、複数のトランスデューサが２次元に配置される場合、トランスデューサの配置面の面外方向が深さ方向となる。
【００８５】
補正量は、音響波の伝搬経路上のいかなる媒質に対する補正量であってもよい。１つの媒質に対して補正量を取得してもよいし、複数の媒質に対して補正量を取得してもよい。なお、屈折に伴う伝搬時間に与える影響の大きい、伝搬距離の長い媒質に対する補正量を取得することが好ましい。本実施形態の場合、被検体１００よりも音響マッチング材２１０を伝搬する距離が典型的には長いため、音響マッチング材２１０の音速情報のみを補正するための補正量を取得してもよい。また、音響マッチング材２１０を構成する材料の温度と音速値との関係が既知である場合、音響マッチング材２１０の温度情報に基づいて決定された音速値を、本工程における補正量で補正してもよい。一方、被検体１００については、構成される物質に個体差があるため、温度情報を用いる方法とは別の方法で音速情報が取得され、補正されなくてもよい。
【００８６】
（Ｓ３７０：補正された音速情報に基づいて、音響波の伝搬経路を直線近似して再構成する工程）
情報取得手段としてのコンピュータ１５０は、Ｓ３４０で取得された受信信号及びステップＳ３６０にて補正された音速情報に基づいて、音響波の伝搬経路を直線近似して再構成することにより注目位置の被検体情報を取得する。コンピュータ１５０は、複数の注目位置の被検体情報を取得することにより、被検体情報の空間分布（画像データ）を取得することができる。
【００８７】
例えば、演算部１５１は、被検体情報として音響波の発生音圧（初期音圧）を取得する再構成の手法として、式（１）で表されるＵｎｉｖｅｒｓａｌ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）法を採用してもよい。
【００８８】
【数１】
2018061716.tif 000003
【００８９】
ここで、ｒ０は再構成する位置（再構成位置、注目位置とも呼ぶ）を示す位置ベクトル、ｐ０（ｒ０，ｔ）は再構成する位置での初期音圧、ｃは伝搬経路の音速を示す。また、ΔΩｉは再構成する位置からｉ番目のトランスデューサ１２１を見込む立体角、Ｎは再構成に用いるトランスデューサ１２１の個数を示す。式（１）は、受信信号ｐ（ｒｉ，ｔ）に微分等の処理を行い、それらに立体角の加重をかけて整相加算すること（逆投影）を示している。式（１）のｔは、注目位置とトランスデューサ１２１とを結ぶ音線を光音響波が伝搬する時間（伝搬時間）である。なお、ｂ（ｒｉ、ｔ）の計算においては、他にも演算処理を施してもよい。例えば、周波数フィルタリング（ローパス、ハイパス、バンドパス等）、デコンボリューション、包絡線検波、ウェーブレットフィルタリング、等である。また、本発明においては、トランスデューサと注目位置とを結ぶ音線の伝搬時間を求めて再構成する方法であれば、どのような再構成アルゴリズムを用いても良い。例えば、タイムドメインでの逆投影法としてＦｉｌｔｅｒｅｄ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）や整相加算（Ｄｅｌａｙ−ａｎｄ−Ｓｕｍ）などを採用してもよい。
【００９０】
図５において、符号１０２は、注目位置１０１からトランスデューサ１２１までの音響波の伝搬経路を直線近似したときの音線（伝搬経路）を表す。直線近似したときの被検体１００内の伝搬距離をＤ１とし、音響マッチング材２１０内の伝搬距離をＤ２とする。この場合、演算部１５１は、式（１）の伝搬時間ｔは、式（２）で表すことができる。
【００９１】
【数２】
2018061716.tif 000004
【００９２】
ここで、Ｄ１は直線近似したときの被検体１００内の伝搬距離、Ｄ２は直線近似したときの音響マッチング材２１０内の伝搬距離を示し、音響波を受信したときのトランスデューサ１２１の位置情報に基づいて決定される。なお、トランスデューサ１２１の位置情報は光照射部１１０からの同期信号を受信したときに駆動部１３０から出力された受信部１２０の位置情報に基づいて取得されてもよい。また、受信部１２０に備えられた磁気センサなどの位置取得手段からの出力に基づいて、トランスデューサ１２１の位置情報を取得してもよい。
【００９３】
また、ｃｈは被検体１００の音速値を示し、本実施形態ではステップＳ３５０で取得される値を用いる。ｃｍは音響マッチング材２１０の音速値を示し、Δｃｍは音響マッチング材２１０の音速値に対する補正量を示す。また、ｃｍ＋Δｃｍは補正された音響マッチング材２１０の音速値を示し、本実施形態ではステップＳ３６０で取得される値を用いる。
【００９４】
本実施形態では、演算部１５１が、式（１）及び式（２）で示したように、音響波の伝搬経路上の媒質の補正された音速情報を用いて、直線近似して再構成することにより、注目位置の被検体情報を取得する。この方法によれば、屈折した音響波の伝搬経路を算出するために必要な計算を省略することができる。さらに、音速情報を補正し、補正された音速情報に基づいて直線近似した再構成を行うことにより、直線近似による被検体情報の取得精度の低下を抑制することができる。
【００９５】
（Ｓ３８０：再構成画像を表示する工程）
表示制御手段としてのコンピュータ１５０は、Ｓ３７０で取得された画像データを表示部１６０に送信し、画像データを再構成画像として表示部１６０に表示させる。なお、コンピュータ１５０は、被検体情報の画像データを画像として表示させる他に、画像データの特定位置の被検体情報の数値を表示させてもよい。また、補正前の音速情報に基づいて得られる再構成画像と、補正後の音速情報に基づいて得られる再構成画像とを並列表示したり、切り換えて表示したりしてもよい。
【００９６】
ここで、本実施形態に係る情報処理方法の効果を説明するために行ったシミュレーションの計算結果を説明する。本シミュレーションでは、図５に示す計算モデルを用いた。
【００９７】
まず、比較例として、被検体１００の音速値を１６００ｍ／ｓ、音響マッチング材２１０の音速値を１５００ｍ／ｓというシミュレーションの設定値を用いて、直線近似で再構成した場合に得られる再構成画像を図８（ａ）に示す。また、図８（ａ）は、Ｙ＝０におけるＺ方向の画像強度のラインプロファイルも示す。図８（ａ）に示すラインプロファイルを見ると、対象性を有する音源が非対称に画像化されており、＋Ｚ方向にアーチファクトが発生していることからも、屈折の影響による画質低下が生じていることが理解される。
【００９８】
続いて、本実施形態に係る手法で得られた再構成画像を図８（ｂ）に示す。本方法では、被検体１００の音速値１６００ｍ／ｓ、音響マッチング材２１０の音速値１５００ｍ／ｓ、注目位置１０１に相当する深さ１５ｍｍの組み合わせに対応する、音響マッチング材２１０の音速値に対する補正量＋４．５ｍ／ｓを用いる。この補正量を用いて、被検体１００の音速値を１６００ｍ／ｓ、音響マッチング材２１０の補正後の音速値を１５０４．５ｍ／ｓとし、伝搬経路を直線近似して再構成した。その結果、図８（ｂ）に示す再構成画像が得られた。図８（ｂ）に示す再構成画像は、図８（ａ）と比較して、Ｙ＝０におけるＺ方向の画像強度のラインプロファイルが対称的になり、＋Ｚ方向のアーチファクトは減少している。すなわち、本実施形態に係る手法では、屈折による再構成画像の画質低下が抑制されていることが理解される。
【００９９】
なお、本シミュレーションでは、複数のトランスデューサ１２１が５１２個、受信部１２０の走査位置が１０２４点、再構成領域のボクセル数が５１２×５１２×５１２である。そのため、各注目位置についてスネルの法則に基づいて屈折による音響波の伝搬経路を算出しようとすると、５１２×１０２４×５１２×５１２通りの計算をしなければならない。そのため、この方法では、その計算量は膨大であり、再構成時間の長時間化に繋がる。
【０１００】
一方、本実施形態に係る手法の場合、補正された音速情報に基づいて直線近似して再構成を行うことにより、計算量が膨大である屈折した音響波の伝搬経路を算出することなく、屈折による画質低下を抑制することができる。
【０１０１】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０１０２】
１２０  受信部
１５０  コンピュータ
【図１】
2018061716.tif 000005
【図２】
2018061716.tif 000006
【図３】
2018061716.tif 000007
【図４】
2018061716.tif 000008
【図５】
2018061716.tif 000009
【図６】
2018061716.tif 000010
【図７】
2018061716.tif 000011
【図８】
2018061716.tif 000012