(57)【要約】      （修正有）【課題】光音響測定の被検体の表面に光吸収量の大きい吸収体が存在する場合でも、アーティファクトが低減された光音響画像を取得できるような技術を提供する。【解決手段】被験者の一部である被検体００１に光を照射する光照射部００４と、光が照射された被検体から発生する音響波を受信して信号を出力する探触子００５と、を有する光音響装置であって、被検体の表面における特定吸光領域０１１に関する情報に基づいて、特定吸光領域を光学的にマスクするマスク部００９が所定位置に配置されているか否かを判定する判定部０１９を有することを特徴とする光音響装置１０を用いる。【選択図】図１
2018099508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の一部である被検体に光を照射する光照射部と、
前記光が照射された前記被検体から発生する音響波を受信して信号を出力する探触子と、
を有する光音響装置であって、
前記被検体の表面における特定吸光領域に関する情報に基づいて、前記特定吸光領域を光学的にマスクするマスク部が所定位置に配置されているか否かを判定する判定部を有することを特徴とする光音響装置。
【請求項２】
前記情報は、前記特定吸光領域の位置またはサイズであることを特徴とする請求項１に記載の光音響装置。
【請求項３】
前記所定位置は、前記特定吸光領域と前記光照射部との間であることを特徴とする請求項１に記載の光音響装置。
【請求項４】
前記被験者を支持するとともに、被検体を挿入する挿入口および前記挿入口の周囲に配置された取り付け部が設けられた支持台をさらに備え、前記挿入口と重なる位置において前記取り付け部に前記被検体を保持する保持部材が配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記保持部材が所定の位置に前記マスク部を備えているか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の光音響装置。
【請求項６】
前記判定部の判定結果に基づき、光音響測定を開始することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項７】
位置およびサイズの少なくともいずれか一方が異なるようにマスク部が配置された複数の保持部材を含む保持部材のセットから、前記特定吸光領域の位置またはサイズに関する情報に基づいて、前記マスク部を備えた保持部材を選択する保持部材選択部を有することを特徴とする請求項４に記載の光音響装置。
【請求項８】
前記特定吸光領域の位置およびサイズに関する情報を取得する領域特定部を備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項９】
前記信号を画像化する画像再構成部と、前記画像再構成部が出力する光音響画像を表示する表示部と、を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項１０】
前記被検体の表面における特定吸光領域に関する情報に基づいて、前記マスク部を前記保持部材の前記特定吸光領域に対応する位置に配置する配置部を有することを特徴とする請求項４に記載の光音響装置。
【請求項１１】
前記特定吸光領域は、前記被検体の表面において吸光度が相対的に高い領域であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項１２】
前記マスク部は、前記光照射部から照射された前記光の少なくとも一部を散乱または反射することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項１３】
前記マスク部は、前記光照射部から照射された前記光の中心波長λに対する分光透過率
、分光反射率をそれぞれ、T（λ）、R（λ）とするとき、以下の一般式（１）を満足することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の光音響装置。
１−（T（λ）＋R（λ））＜T（λ）＋R(λ)  …（１）
【請求項１４】
前記分光透過率T（λ）、前記分光反射率R（λ）は、以下の一般式（２）を満足することを特徴とする請求項１３に記載の光音響装置。
T（λ）＜R(λ)  …（２）
【請求項１５】
前記分光透過率T（λ）、前記分光反射率R（λ）は、以下の一般式（３）を満足することを特徴とする請求項１３または１４に記載の光音響装置。
１≧ T（λ）＋R(λ) ≧ ０．７５  …（３）
【請求項１６】
前記領域特定部は、前記判定部を兼ねており、
前記領域特定部は、前記マスク部が所定の位置に配置されているか否かを判定することを特徴とする請求項８に記載の光音響装置。
【請求項１７】
前記光照射部は、照射領域内に前記マスク部を含むとき、照射領域内に前記マスク部を含まないときに比較して、前記光の光量を増加させるか、前記光の照射回数を増加させることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項１８】
前記判定部は、操作者の入力指令に基づき、前記マスク部を用いた撮影であるか否かの情報を出力することを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項１９】
保持部材に保持された被検体から発生する光音響波を受信し画像化する光音響装置に選択して用いられる前記保持部材を複数含む光音響装置用の保持部材のセットであって、
前記保持部材のセットは、前記被検体の表面における特定吸光領域に対応して位置、サイズおよび形状の少なくともいずれかにおいて異なるマスク部が配置された複数の前記保持部材を有していることを特徴とする保持部材のセット。
【請求項２０】
保持部材に保持された被検体から発生する光音響波を受信し画像化する光音響装置に選択して用いられ、前記保持部材の所定位置に配置されるマスク部を複数含む光音響装置用のマスク部のセットであって、
前記マスク部のセットは、形状およびサイズの少なくとも一方が互いに異なる複数の前記マスク部を含むことを特徴とするマスク部のセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体を保持する保持部材およびそのセット、かかる保持部材に用いるマスク部およびそのセット、並びに、かかる保持部材またはマスク部を備えた光音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野などで、光音響イメージングを用いた装置の研究が進められている。光音響イメージングは、パルス光を被検体に照射し、被検体で伝搬・拡散した光のエネルギーを吸収した吸収体から発生した音響波（光音響波）を検出し、被検体内部の光学特性値に関連した特性情報を可視化する技術である。光音響イメージングを用いた三次元可視化技術として、吸収体から発生した光音響波を探触子により検出し、画像再構成計算を行うことで光学特性値に関連した三次元データを作成する、光音響トモグラフィーと呼ばれる技術がある。例えば、パルス光としてヘモグロビンが吸収する波長の光を用いることで、被検体内の血管像を非侵襲で画像化できる。また、用いる波長によっては、皮膚下のコラーゲンやエラスチンを画像化できる。さらに、造影剤を使用することによって、血管像の強調や、リンパ管の画像化も可能である。
【０００３】
被検体が生体である場合、皮膚の上もしくは表皮層に存在するほくろや体毛、乳房における乳頭や乳輪などの多くの色素を含む部位は、それ以外の部位と比べて光吸収量が大きいため、光を照射されたときに発生する光音響波の強度も、それ以外の部位より強い。このような被検体から発生した光音響波を画像化すると、ほくろや体毛などに基づく光音響波の影響が大きくなり、取得した画像に、かかる高い吸光度の表層組織に依存したアーティファクトが生じてしまう。一方、これらの高い吸光度の表層組織の下に存在する、真皮層や生体深部などにおける特性情報が適切に画像化されず、画像診断における評価を適切に行えなくなるおそれがある。
【０００４】
このような問題に対し特許文献１は、被検体におけるほくろや体毛などの吸光度が高い表層組織（特定部位）を検出し、光の照射を行う範囲、または、光音響波の検出を行う範囲から、検出した特定部位をトリミングすることを開示する。これにより、特定部位から発生する光音響波の影響を軽減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−５３４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のような、ソフトウェア的に照射領域をトリミングする手法では、トリミング領域前後で光源の出力変動が生じる場合があった。また、特許文献１に記載のような、ソフトウェア的に再構成時に採用する受信信号をマスクする手法では、伝搬経路の推定に誤差を生じる場合があり、再構成画像の品質が低下する場合があった。
【０００７】
ここで、特定部位の周辺を含む広い範囲を光照射および音響波検出の対象外とすれば、特定部位の影響は抑制できる。しかしその場合、光音響測定できない領域が増大してしまう。また、画像再構成のときに特定部位からの強い信号を利用しないようにすることでも、特定部位の影響を低減できる。
【０００８】
しかしこの手法では特定部位への光照射が制限されないため、特定部位に由来する信号の影響が被検体の広い範囲に及んでしまい、利用されない信号の割合が増え、画像の品質が低下してしまう。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものである。本発明は、光音響測定の被検体の表面に光吸収量の大きい吸収体が存在する場合でも、アーティファクトが低減された光音響画像を取得できるような技術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】
【００１０】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被験者の一部である被検体に光を照射する光照射部と、
前記光が照射された前記被検体から発生する音響波を受信して信号を出力する探触子と、を有する光音響装置であって、
前記被検体の表面における特定吸光領域に関する情報に基づいて、前記特定吸光領域を光学的にマスクするマスク部が所定位置に配置されているか否かを判定する判定部を有することを特徴とする光音響装置である。
【００１１】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
保持部材に保持された被検体から発生する光音響波を受信し画像化する光音響装置に選選択して用いられる前記保持部材を複数含む光音響装置用の保持部材のセットであって、
前記保持部材のセットは、前記被検体の表面における特定吸光領域に対応して位置、サイズおよび形状の少なくともいずれかにおいて異なるマスク部が配置された複数の前記保持部材を有していることを特徴とする保持部材のセットである。
【００１２】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
保持部材に保持された被検体から発生する光音響波を受信し画像化する光音響装置に選択して用いられ、前記保持部材の所定位置に配置されるマスク部を複数含む光音響装置用のマスク部のセットであって、
前記マスク部のセットは、形状およびサイズの少なくとも一方が互いに異なる複数の前記マスク部を含むことを特徴とするマスク部のセットである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光音響測定の被検体の表面に光吸収量の大きい吸収体が存在する場合でも、アーティファクトが低減された光音響画像を取得できるような技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施形態の光音響装置の構成を示す図
【図２】図２は、領域を特定するときの画像処理の内容を示す図
【図３】図３は、マスク部の一例を示す図
【図４】図４は、マスク部周囲の回折光を示した図
【図５】図５は、第１の実施形態の処理を説明するフローチャート
【図６】図６は、第２の実施形態における保持部材を説明する図
【図７】図７は、第３の実施形態の光音響装置の構成を示す図
【図８】図８は、第３の実施形態の処理を説明するフローチャート
【図９】図９は、第３の実施形態のマスク部の例を示す図
【図１０】図１０は、マスク部の保持部材への接着の様子を示した図
【図１１】図１１は、第３の実施形態の保持部材の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
本発明は、被検体から伝搬する音響波を検出し、被検体内部の特性情報を生成し、取得する技術に関する。よって本発明は、被検体情報取得装置またはその制御方法、音響波受信装置またはその制御方法、あるいは被検体情報取得方法や信号処理方法として捉えられる。本発明はまた、これらの方法をＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を備える情報処理装置に実行させるプログラムや、そのプログラムを格納した、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体としても捉えられる。
【００１７】
本発明の被検体情報取得装置には、被検体に光（電磁波）を照射すると光音響効果により被検体内で発生する音響波を受信して、被検体の特性情報を取得する、光音響イメージング装置を含む。この場合、特性情報とは、受信された光音響波に由来する受信信号を用いて生成される、被検体内の複数位置のそれぞれに対応する特性値の情報である。
【００１８】
光音響測定により取得される特性情報は、光エネルギーの吸収量や吸収率を反映した値である。例えば、単一の波長の光照射によって生じた音響波の発生源、被検体内の初期音圧、あるいは初期音圧から導かれる光エネルギー吸収密度や吸収係数を含む。また、互いに異なる複数の波長により得られる特性情報から、組織を構成する物質の濃度を取得できる。物質濃度として酸素化ヘモグロビン濃度と脱酸素化ヘモグロビン濃度を求めることにより、酸素飽和度分布を算出できる。また、物質濃度としては、グルコース濃度、コラーゲン濃度、メラニン濃度、脂肪や水の体積分率なども求められる。
【００１９】
被検体内の各位置の特性情報に基づいて、二次元または三次元の特性情報分布が得られる。分布データは画像データとして生成され得る。特性情報は、数値データとしてではなく、被検体内の各位置の分布情報として求めてもよい。すなわち、初期音圧分布、エネルギー吸収密度分布、吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布情報である。
【００２０】
本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。トランスデューサや音響変換素子等により音響波から変換された電気信号を音響信号とも呼ぶ。ただし、本明細書における超音波または音響波という記載は、それらの弾性波の波長を限定する意図ではない。光音響効果により発生した音響波は、光音響波または光超音波と呼ばれる。光音響波に由来する電気信号を光音響信号とも呼ぶ。
【００２１】
以下の実施形態では、被検体にパルス光を照射し、光音響効果により被検体から音響波を受信し解析する事により被検体内の光吸収体の分布を取得する光音響装置を取り上げる。このような光音響装置は、人や動物の血管疾患や悪性腫瘍などの診断や化学治療の経過観察に好適である。被検体の例として、被験者の乳房や手のような生体の一部、マウスなどヒト以外の動物、無生物、ファントムなどを挙げられる。
【００２２】
［第１の実施形態］
＜システム概略＞
本実施形態の光音響装置１０のシステム概略図を図１（ａ）に示す。図１（ｂ）は、本実施形態の光音響装置１０のシステム主要部概略図を示す。測定対象である被検体００１は乳房である。光音響装置１０は、被検体００１を保持する保持部材００２、保持部材００２が固定され被験者を支持する支持台００３（支持部）、保持部材００２を介して被検体００１に光を照射する光照射部００４を備える。光音響装置はさらに、測定光を照射さ
れた被検体００１から発した光音響波を受信する探触子００５、探触子から出力された電気信号を収集する信号収集部０２４を備える。光音響装置は、保持部材００２と探触子００５の間に、音響波を伝搬させる音響整合液００６を貯留する容器０３６をさらに含む。光音響装置１０はさらに、信号収集部０２４から出力された電気信号から特性情報分布を生成して画像データ化する画像再構成部００７、画像が表示される表示部００８を備える。情報処理部０２２は、画像再構成部００７、領域特定部０１０、選択部０２３、および、判定部０１９を含む。
【００２３】
マスク部００９は、光照射部００４からの光を光学的にマスクする。領域特定部０１０は、被検体００１の測定対象となる領域に位置するほくろ、体毛、乳頭、乳輪等の体表付近に位置する吸光度が高い組織である特定吸光領域０１１の位置とサイズなどを特定する。選択部０２３は、領域特定部０１０から得られた特定吸光領域０１１の位置とサイズから、特定吸光領域に適合するマスク部００９を選択する。また、選択部０２３は、少なくとも位置および大きさのいずれかが異なるマスク部００９の領域を有する複数の保持部材００２の群から、適切な保持部材００２を選択する。すなわち、選択部０２３は、所定位置に適合するマスク部００９を選択するマスク選択部であるか、所定位置に適合するマスク部００９を備えた保持部材００２を選択する保持部材選択部である、と換言される。
判定部０１９は、所定位置にマスク部００９が配置されたか否かを判定する。判定部０１９は、保持部材００２が所定の位置にマスク部００９を備えているか否かを判定すると換言される。駆動機構０１４、駆動制御部０１５は、探触子と被検体および保持部材の相対位置を変化させる。なお、信号収集部０２４、画像再構成部００７、表示部００８、駆動機構０１４、光照射部００４、駆動制御部０１５、情報処理部０２２のうち少なくともいずれかは、判定部０１９の判定結果に基づき、それぞれの動作が変更されるか、休止されるように構成されている。
また、かかる所定位置は、特定吸光領域０１１と光照射部００４との間に位置し、マスク部００９の回折光の影響を低減する観点からは、特定吸光領域０１１と光照射部００４との間において特定吸光領域０１１の側に配置されることが好ましい。
【００２４】
＜各部の機能と好ましい構成＞
（保持部材および支持台）
保持部材００２は被検体００１を保持、固定して形状を安定させる。これにより画像再構成時における遅延時間の算出や信号処理等の演算精度が向上する。保持部材００２には、音響波と光の透過性があるものを用いる。また、被検体００１を保持できるように、剛性が高い部材や、伸縮性を有する部材が好ましい。剛性が高い部材としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリメチルペンテン、アクリルなどの樹脂材料が挙げられる。伸縮性のある部材としては、ラテックスやシリコーンなどのゴムシートやウレタンのような材料が挙げられる。また、複数の材料を組み合わせた保持部材００２を用いてもよい。本実施形態では厚みが１ｍｍ以下のＰＥＴで作成された保持部材００２を利用している。
【００２５】
保持部材００２の最適な形状や材質は、被検体００１の部位や大きさにより異なる。また、衛生面から交換が望まれる場合もある。以上の点より、複数の、形状やサイズが互いに異なる保持部材００２を、交換可能とすることが好ましい。図１（ａ）、（ｂ）の例では、保持部材００２を交換可能に設置するために、支持台の開口部の周辺に、金具や引掛け部などの保持部材００２を簡易に固定できる装着機構００３ｂを設けると良い。言い換えると、装着機構００３ｂは、保持部材００２を取り付けるための取り付け部００３ｂと呼ぶこともできる。取り付け部００３ｂは、保持部材が設置される開口部００３ａの周囲に配置される。支持台には、被験者の体重を支持するだけの強度を有する材料、例えばステンレスを用いる。本実施形態では、支持台は光音響測定を行う機構の上方に位置し、被験者がうつ伏せとなって横たわる寝台の上面を構成している。被験者は、開口部から左右
いずれかの乳房を挿入する。
【００２６】
（光照射部）
光照射部００４は、被検体００１にパルス光を照射する機構であり、レーザー光源、光伝送用の光学部材、光の射出端である照射口００４ａ、を含む。光源は、被検体００１にパルス間隔１０Ｈｚのパルスレーザー光を照射する。光源としては、チタンサファイアレーザーなどの固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなどを利用できる。またレーザー以外にも、フラッシュランプや発光ダイオード等を利用できる。照射光としては近赤外線が好ましい。光の波長は６５０〜１１００ｎｍ程度が好適であり、本実施形態では７５０ｎｍとした。なお、被検体００１の構成成分濃度や酸素飽和度を求めるためには、複数波長の光を照射可能な波長可変レーザーを用いることが好ましい。光源から照射口００４ａへは、バンドルファイバ、レンズ、ミラー、プリズム等の光学部材により光が導かれる。
なお、光照射部００４による光の照射はパルス光には限らず、被照射領域が熱的に膨張または収縮するように照射強度が時間変化すれば、非照射期間を必ずしも含まなくとも良い。光照射部００４は、判定部０１９によるマスク部００９の有無に関する判定結果に基づき、マスク部００９が所定の位置に配置されている場合に光照射し、所定の位置に配置されていない場合に光照射を行わないように構成される。これは、判定部０１９の判定結果に基づき、光音響測定を開始すると換言される。
また、マスク部００９が所定の位置に配置されていない場合は、判定部０１９は表示部００８に、「マスク部が適切に配置されていない」ことを表示し、操作者に提示する。また、判定部０１９は、操作者の入力指令に基づき、光学的なマスク部００９を用いた撮影であるか否かの情報を出力する。
【００２７】
（被検体および特定吸光領域）
ここで、測定対象である被検体００１について説明する。被検体００１の内部や表面にある光吸収体が照射光のエネルギーを吸収すると、熱膨張により音響波が発生する。近赤外光に吸収特性を持つ光吸収体としては、ヘモグロビンを多く含む生体内の血液や、メラニンなどがある。メラニンは、表皮近傍にあるほくろや体毛や、乳房の乳頭などに多く含まれる。一方、特に乳がんを画像診断する目的の光音響測定においては、腫瘍組織が新生血管を多く含むことに鑑みて、乳房内の深部（例えば表面から深さ２〜３ｃｍ程度）の血管組織を画像化する必要がある。そのため、被検体表面にある光吸収量の多いメラニン等から発生する光音響波が、被検体深部の血管から発生する光音響波を隠してしまい、正確な光音響画像の取得の妨げになる。
【００２８】
以下の記載では、被検体の表面やその近傍にある、ほくろ、体毛、乳頭、乳輪などの、相対的に吸光度の高い吸収体のことを、特定吸光領域０１１と呼ぶ。特定吸光領域０１１とその他の領域の区別は厳密ではなく、被験者の皮膚の平均的な吸光度や、測定の目的に応じて適宜定められる。特定吸光領域０１１の範囲は、画像認識処理により自動的に決定してもよく、情報処理部０２２が備えるマウスやタッチペンなどのユーザインタフェース（入力部）からの指示に基づいて決定しても良い。入力部から指示を受け付ける場合、操作者に特定吸光領域自体を指定させても良いし、特定吸光領域０１１の判別用の輝度閾値を指定させても良い。
【００２９】
（音響整合液）
光照射によって被検体００１から発生した音響波は、保持部材００２と音響整合液００６を透過して、探触子００５が備える受信素子０２５に受信される。音響整合液００６は、被検体００１（または保持部材００２）と探触子００５を音響的に整合させる。音響整合液００６としては、音響波を伝搬し、かつ探触子００５の走査を妨げないものが好ましい。例えば、水、ＤＩＤＳ（セバシン酸ジイソデシルエステル）、ＰＥＧ（ポリエチレン
グリコール）、シリコーンオイル、ひまし油などの液体が挙げられる。本実施形態では水を使用している。なお、保持部材００２と被検体００１の間にも音響整合液００６を配置しても良い。
【００３０】
（探触子および受信素子）
探触子００５の受信素子０２５は、音響波を受信してアナログの電気信号に変換して出力する。受信素子０２５として、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ｃＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）等が利用できる。また、ファブリ・ペロー型探触子も利用できる。複数の受信素子を１次元、２次元、曲面、または球面上に配列した探触子００５を用いることで、ＳＮ比の向上や測定時間の短縮が期待できる。本実施形態では、半球状の支持台材の内面に、中心周波数２ＭＨｚで１ｍｍｓｑのＰＺＴ製の受信素子０２５を数百個配置した探触子００５を用いる。図１では簡単のために、受信素子０２５を１つのみ示している。この探触子００５を用いると、半球の曲率中心付近に、複数の受信素子０２５の受信指向束が集中する高感度領域を形成でき、被検体を高画質に画像化できる。他にも探触子００５として、同様のＰＺＴを数百個程度２次元配列したアレイ探触子も好適である。
【００３１】
信号収集部０２４は、受信素子０２５が出力した電気信号に対して増幅処理やデジタル変換処理を施す。信号収集部０２４は、受信アンプ、Ａ／Ｄ変換器、補正回路などの組み合わせで構成される。
【００３２】
この例では、探触子００５は音響整合液００６で満たされた液槽中において、保持部材００２の下方に配置されており、後述する駆動機構０１４によって水平面内を移動する。ただし音響整合液の保持機構はこれに限られない。例えば、探触子００５の半球状の支持体の内部に音響整合液００６を満たしておき、その音響整合液００６に保持部材００２を浸すような構成としても良い。
【００３３】
（駆動機構）
駆動機構０１４は、キャリッジ０１３に設置された探触子００５と照射口００４ａを、所定の測定領域内で移動させる。駆動制御部０１５は駆動機構０１４の動きを制御する。キャリッジ０１３は、被検体００１に対向する２次元平面を走査する。駆動機構０１４として例えば、パルスモータとボールねじの組み合わせや、リニアモータなどが利用できる。また、駆動機構０１４は探触子００５を３次元方向に駆動させてもよい。駆動機構０１４によって、広範囲からの画像の取得や、受信信号範囲の拡大による再構成画像の高画質化ができる。ただし、駆動機構０１４は必ずしも必須ではない。駆動制御部０１５としては、後述する情報処理部０２２と共通の情報処理装置を用いても良いし、独自の物理的構成を備えていても良い。
【００３４】
（画像再構成部）
情報処理部０２２の画像再構成部００７内は、光音響波に由来するデジタル電気信号に基づいて特性情報分布を生成する。このとき画像再構成部００７は、各受信素子０２５の位置の座標情報を元に電気信号の遅延時間を決定し、各電気信号に対して遅延処理を施した後、画像を再構成する。画像再構成処理や遅延時間決定においては、各受信素子０２５とターゲット（ピクセルやボクセルなど）の位置との間の距離と、音響波の伝搬物質の音速とに基づいて、メモリに保存されたデジタル信号を取得する処理が行われる。
【００３５】
画像再構成には、既知の任意の手法を採用できる。例えばバックプロジェクション法、整相加算法、フーリエ変換法などがある。なお、再構成の際には、探触子００５の各走査位置で取得した信号ごとにそれぞれ画像を再構成しても良いが、各走査位置で取得した信
号を一旦メモリに確保した後、これらの信号群をまとめて再構成に用いるのが好ましい。これにより、ＳＮ比の向上や、視野角の広がりに伴う高画質化が期待できる。
【００３６】
（領域特定部）
情報処理部０２２の領域特定部０１０について説明する。領域特定部０１０は、カメラ０１６が取得した被検体００１の表面情報を解析し、特定吸光領域０１１の範囲を算出、決定する。まずカメラ０１６が、保持部材００２に設置された被検体００１の表面画像を取得して領域特定部０１０に送信する。カメラ０１６としては既存の光学撮像装置を利用できる。領域特定部０１０は表面画像の輝度情報を解析し、あらかじめ設定された閾値以下の領域を特定吸光領域０１１と設定する。
【００３７】
図２（ａ）は、表面画像の輝度情報である。図２（ｂ）は、領域特定部０１０が特定吸光領域０１１の範囲を設定した状況を示している。輝度情報以外にも色情報を解析し、特定吸光領域０１１を設定することもできる。本発明でアーティファクトの要因になると想定される、ほくろや乳頭、体毛などの特定吸光成分は赤外光を良く吸収するため、画像処理において青、緑の成分を特定すると、特定吸光領域０１１を決定しやすい。このように色情報を参照する手法は、例えば赤色の手術マーカーを被検体００１に用いた場合でも、マーカーが特定吸光領域０１１として認識されにくくなるという利点がある。
【００３８】
特定吸光領域０１１を輝度や色の閾値で判別する際には、室内の採光の影響を低減することと、光量や性質が既知の照明で被検体００１を照射することが好ましい。そのために本実施形態では、支持台００３や、音響整合液００６の液槽の壁として、室内照明を遮蔽する材料を使用する。また、照射される光が既知の、照明０１８を用いて被検体００１に光を照射する。図１の例では、照明０１８は光照射部００４とは別の光源である。照明０１８はレーザーである必要はなく、ＬＥＤや白熱電球でもよいが、白色光を照射可能であることが好ましい。ただし、照明０１８を設けず、光照射部００４で代用してもよい。照明０１８は、被検体００１からの反射光の強度が、カメラ０１６が検出し領域特定部０１０が被検体の表面状態を解析可能な程度に被検体表面の照度を確保する目的で配置される。照明０１８は、被検体の表面状態をカメラ０１６が検出可能な波長であればよく、可視光、赤外光が選択される。また、照明０１８が照射する光は、カメラ０１６のフレーム周波数より低い周波数で発光するパルス光か、連続して発光するＤＣ光が選ばれる。
【００３９】
この構成により、照明の照射口０１８ａ、カメラ０１６、保持部材００２の位置関係が規定され、かつ光量、スペクトル、カメラ０１６の光学撮像条件も規定できる。その結果、被検体表面の反射率や色味を再現よく安定的に解析可能になるため、マスク部００９を選択するときの精度が向上する。
なお、領域特定部０１０は、判定部０１９を兼ねた構成とすることが可能であり、領域特定部０１０は、マスク部００９が所定の位置に配置されているか否かを判定することができる。
また、領域特定部０１０は、赤外線または近赤外線を含む波長域において、被検体の赤外イメージングを可能に構成することが可能であり、表示部に特定吸光領域またはマスク部を表示することを可能としている。
【００４０】
保持部材００２が薄いゴムシートであり、かつ特定吸光領域０１１が乳頭などの大きめの部位である場合、特定吸光領域０１１が突起した形状になる場合がある。その場合、カメラ０１６を移動させ複数位置で画像を取得することで、立体的な特定吸光領域０１１を精度良く特定できる。
【００４１】
（選択部）
情報処理部０２２が備える選択部０２３（保持部材選択部）は、領域特定部０１０によ
り決定された特定吸光領域０１１の位置とサイズとに基づいて、光音響装置用の複数の保持部材００２のセット２０００の中から、ある保持部材００２を選択する。複数の保持部材００２のそれぞれには、少なくとも位置および大きさのいずれかが異なるマスク部００９が配置されている。なお、選択部０２３（マスク）は、選択した保持部材００２またはマスク部００９に関する情報を表示部００８に提示することができる。
【００４２】
（情報処理部）
情報処理部０２２は、ＣＰＵやメモリ等の演算資源を備え、プログラムや指示入力に従って動作するＰＣやワークステーションなどの情報処理装置によって実現できる。図１の例では、領域特定部０１０、選択部０２３、画像再構成部００７は、情報処理部０２２の機能モジュールとして構成される。ただし、それぞれの機能ブロックが独自の物理的構成を備えていてもよい。また駆動制御部０１５も、情報処理部０２２の一部であってもよい。
【００４３】
（表示部）
画像再構成部００７で作成された特性情報分布は、画像データ形式で表示部００８に送られて視覚的に表示される。表示部００８としては、液晶ディスプレイ、ブラウン管、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなど任意の画像表示装置を利用できる。なお、光音響装置自体が表示部００８を備えずとも良く、画像再構成部００７で作成した画像データを外部のディスプレイに表示させてもよい。また本発明の目的は、必ずしも画像データを生成する光音響装置でなくても実現できる。光音響装置は、被検体表面の吸収体の影響が低減された光音響波を受信して保存し、他の情報処理装置に出力しても良い。
【００４４】
（マスク部）
マスク部００９は、光照射部００４から照射され特定吸光領域０１１に到達する光量を減らし、特定吸光領域０１１から発生する音響波を少なくするように、特定吸光領域０１１の光照射部００４の側に配置される部材である。
マスク部００９は、光照射部００４からの照射光の少なくとも一部を反射または散乱させるような素材で構成され、マスク部００９を透過した光の光照射部００４側に対向する側（以降、裏面側）での強度を低減する裏面マスク作用を有する。なお、裏面マスク作用は、マスク部を基準として光照射方向の下流側をマスクする作用であるため下流マスク作用と換言される。
また、マスク部００９は、光照射部００４からの照射光の一部を反射または散乱させるような素材を含み、マスク部００９自身の光吸収が低減される自己マスク作用を有する。言い換えると、マスク部００９は少なくとも、特定吸光領域が含まれるマスク部００９の裏面側に位置する光音響波源を覆う裏面マスク作用と、光音響波源としてのマスク部００９自身が光音響波を発生させないような構成である自己マスク作用という２つの固有の機能を有する。
マスク部００９は、裏面マスク作用および自己マスク作用により、マスク部００９および特定吸光領域の周辺の被検体で発生する微弱な光音響波を妨害する高強度の光音響波の発生を低減する。特定吸光領域に起因する高強度の光音響波は、受信素子０２５がマスク部００９周囲や特定吸光領域０１１で発生した、吸光度の低さや被検体内の光路に沿って減衰した低い光強度に起因する、弱い光音響波の受信を妨げる可能性がある。しかし、上記のマスク部００９は、特定吸光領域０１１による高強度光音響波に乱されることなく、弱い光音響波を探触子００５に受信させることができる。
この結果、特定吸光領域の周辺の生体組織から発生する微弱な光音響信号を妨害する特定吸光領域に由来する高強度の光音響波が低減されることで、音響波ノイズが低減され、アーティファクトが低減される。
なお、光を反射または散乱する素材ではなく吸収する素材をマスク部に用いた場合、すなわち、自己マスク作用のないマスク部を使用した場合、特定吸光領域０１１に到達する
光は減少するものの、マスク部自身から音響波が発生してしまう。よって、特定吸光領域０１１を覆う部材としては、測定光に対する反射率が高く、吸光率が低いものが好ましい。さらに、マスク部自身によって、マスク部００９の裏面側に位置する特定吸光領域で発生した光音響波が、マスク部００９で遮断されないように、マスク部００９は音響波透過性が高いものが好ましい。なお、自己マスク作用のないマスク部は、皮膚と同色のテープ、被検体と吸光スペクトルが類似の素材、等が含まれ、マスク作用としては裏面マスク作用のみとなり不十分である。
ここで、マスク部００９がマスク作用を発現する条件について代数的に説明する。マスク部００９は、光照射部００４から照射された光の中心波長λに対する分光透過率、分光反射率をそれぞれ、T（λ）、R（λ）とするとき、以下の一般式（１）を満足することが好ましい。なお、一般式（１）の左辺は分光吸光率に相当し、分光反射率R（λ）には、
分光散乱率を含むものとする。
１−（T（λ）＋R（λ））＜R(λ)    …（１）
また、マスク部００９は、以下の一般式（２）を満足する光学特性を有することがより一層好ましい。
T（λ）＜R(λ)    …（２）
また、マスク部は、分光透過率T（λ）、分光反射率R（λ）について、以下の一般式（３）を満足する光学特性を有することがより一層好ましい。
１≧ T（λ）＋R(λ) ≧ ０．７５    …（３）
マスク部００９の光透過率は、特定吸光領域０１１から発生する音響波の強度が所定の強度以下となる程度が好ましい。所定の強度とは、例えば、被検体００１の表面付近（例えば表面からの深さが１ｍｍ以内）に存在する、マスク部００９で遮蔽されていない状態の特定吸光領域０１１以外の組織（例えば血管）から発生する音響波の平均音圧である。
また、マスク部００９が、特定吸光領域の光照射部００４の側に配置され、特定吸光領域を覆っている状態は、マスク部００９が光学的に特定吸光領域をマスクしていると換言される。
【００４５】
図３（ａ）に、本実施形態で用いる円形のマスク部００９を示す。図３（ｂ）の断面図に示すように、マスク部００９は、厚み１５０μｍの平面ＰＥＴ板材である基板００９ｂに、金からなる薄膜００９ａを蒸着したものである。基板００９ｂとしては、アクリル、ポリメチルペンテンなどの樹脂板を用いてもよい。薄膜００９ａとしては、赤外光をよく反射させる、金、銀、銅、アルミ等の金属膜が好適である。またマスク部００９として金属の薄板を用いてもよい。
【００４６】
マスク部００９が光を反射する方式は、金属膜のような鏡面反射（正反射）によって光を透過させない方式の他に、散乱面のような拡散反射によって透過率を低減させる方式でもよい。拡散反射タイプのマスク部００９として、表面形状を細かい凹凸になっている拡散シートや、酸化チタン等の照射光源を散乱させる物体を混ぜ込んだシートなどが使用できる。シートを利用する場合、シート材を薄くすると音響透過率が向上して画質が向上する。よって、強度と薄さのバランスを取りながら、可及的にシート材を薄くすると良い。また、音響特性が音響整合液００６と近いゴムやゲルのシートを用いることで、音響透過率やシート表面での音響波の反射を低減できるので、画像劣化が少なくなる。シートの素材としてはゲルであれば、ウレタン等が使用でき、ゴムであれば、天然ゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム等が使用できる。
【００４７】
なお、マスク部００９として拡散反射するものを用いることで、領域特定部０１０の被検体００１表面の光学撮像時にカメラ０１６が受光する光のフレアが生じにくくなる。これにより、領域特定部０１０における特定吸光領域０１１の決定精度が向上する。
【００４８】
マスク部００９のサイズは特定吸光領域０１１のサイズよりも大きめのほうが好ましい
。理由を以下に説明する。まずはマスク部００９端部から回り込む回折光の影響が挙げられる。図４に詳細を示す。マスク部００９と被検体００１の間には、厚さｔ１の保持部材００２が存在する。マスク部００９に対応する領域に照射された測定光は、マスク部００９によって反射されるが、マスク部００９の端部においては、光の一部は回折光として回り込む。回折光は、保持部材００２内をマスク部００９で覆われた領域の内側に向けて進行する。そのため、回り込んだ光が特定吸光領域０１１に照射されないように、特定吸光領域０１１よりも広い面積のマスク部００９を選択するのが好ましい。
【００４９】
マスク部００９を特定吸光領域０１１と比べてどの程度大きくするかは、マスク部への光の入射角、光の波長、保持部材００２の光学特性および厚み、音響整合液００６の光学特性から算出される。例えば、波長７５０ｎｍの光源，ＰＥＴ厚さｔ１＝１ｍｍの保持部材００２、音響整合液００６として水を使用していた場合を考える。このとき、図４のようにマスク部００９へ垂直に光が入射される場合であれば、マスク部００９のはみ出し量００９ｐがおよそ、０．１ｍｍ以上あれば、回折光の影響をほぼ抑制できる。光の入射角度が垂直でない場合でも、保持部材００２と関連している厚みである１ｍｍ以上のはみ出し量００９ｐがあれば良い。言い換えると、はみ出し量００９ｐのはみ出し部分を備えるマスク部００９は、特定吸光領域０１１を完全に覆い隠す。
【００５０】
また、マスク部００９の選択や、マスク部００９を設置された保持部材００２の選択においては、被検体００１の設置後の移動ズレを考慮することが好ましい。特に、保持部材００２が樹脂のシートや板材である場合、被検体００１設置後に被検体００１が保持部材００２上を滑り、特定吸光領域０１１の決定時と光音響測定時で、特定吸光領域０１１の位置が変化することがある。その結果、マスク部００９が特定吸光領域０１１を隠すことが出来なくなるおそれがある。そこで、あらかじめ位置ズレ量を考慮してマスク部００９を大きめに設定するのが好ましい。位置ズレ量は、種類やサイズなど被検体に関する情報と、材質など保持部材に関する情報より計算可能である。より好ましくは、実験によりズレ量を算出しても良い。被検体が乳房であり、保持部材００２がＰＥＴで形成されている本実施形態の場合、実験に基づいて、光音響測定中に最大１ｍｍ程度ずれが生じることを確認している。そこで、特定吸光領域０１１からのはみ出し量が１ｍｍ以上となるようなマスク部００９を用いた。
【００５１】
なお、周辺部よりも中央が深いカップ状の保持部材００２を用いる場合、被検体００１が乳房等の軟組織であれば、被検体００１が深くなった中央部の方に徐々に移動する傾向がある。そこで、保持部材００２の形態が傾斜している場合、深さが深くなる方向に広めにマスク部００９を設定することも有効である。
【００５２】
なお、想定していたズレ量よりも大きなズレが発生することもあり得る。そこで、マスク部００９設置後に領域特定部０１０が再び特定吸光領域０１１を検出することが有効である。これにより、マスク部００９によって特定吸光領域０１１が遮蔽されているかを確認できる。確認するタイミングは測定直前や測定終了後が好ましい。測定直前の確認時に特定吸光領域０１１が検出された場合、操作者に対して、保持部材００２への乳房の設置状況を修正するような指示をユーザインタフェースから出力する。測定終了後に特定吸光領域０１１が検出された場合、再測定を促すメッセージや、特定吸光領域０１１が検出されたことを示すメッセージを出力する。後者の場合、操作者が再計測を実施するかを判断できるように、遮蔽具合を操作者に提示するのが好ましい。メッセージの提示方法は、音声、画像など任意である。
【００５３】
＜処理フロー＞
以下に、図５のフローチャートを参照して、本実施形態の一連の処理を説明する。
ステップＳ１０１で、医師や技師などの操作者が、開口部から挿入された乳房を保持部
材００２に設置する。ここでは、マスク部００９が付属していない保持部材００２を用いる。ステップＳ１０２で、領域特定部０１０が、カメラ０１６が光学撮像を行って取得した被検体表面画像に基づき、特定吸光領域０１１の位置とサイズを算出する。
【００５４】
ステップＳ１０３で、選択部０２３が、特定吸光領域０１１の位置とサイズに基づいて、マスク部００９によって特定吸光領域０１１が照射光からカバーされるような保持部材００２を選択する。すなわち、互いにマスク部００９の位置やサイズが互いに異なる保持部材００２を複数含む、光音響装置用の保持部材のセット２０００から、何れか１つの保持部材００２が選択される。続いて選択部０２３は、表示部００８を介して、どの保持部材００２が選択されたかを操作者に提示する。
【００５５】
ステップＳ１０４で、操作者が、選択された保持部材００２を用いて乳房を保持する。このとき、後述するような角度調整を行ってもよい。次に、ステップＳ１０５は、カメラ０１６からの画像を用いて、領域特定部０１０によりマスク部が配置された領域を特定する。ステップＳ１０５では、さらに、特定したマスク部００９が配置された領域と、ステップＳ１０２で特定した特定吸光領域０１１とを比較し、判定部０１９によりマスク部００９が所定位置に配置されたか否かを判定する。次にステップＳ１０６で、ステップＳ１０５でマスク部００９が所定位置に配置されている情報に基づき、光照射部００４の照射口００４ａからの光照射を開始する。続いて探触子００５の受信素子０２５が乳房から発生する光音響波を受信し、電気信号に変換して出力する。このとき、駆動制御部０１５による駆動機構０１４を操作することで、広範囲の測定ができる。次にステップＳ１０７で、画像再構成部００７が電気信号に基づいて特性情報分布を生成する。これにより、被検体内部の機能情報を示す特性情報分布が取得できる。ステップＳ１０５における判定結果が、マスク部００９が所定位置に配置されていない場合は、ステップＳ１０６において、光照射部００４、探触子００５、駆動制御部０１５、駆動機構０１４、信号収集部０２４の撮影動作を停止する。
ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５の判定結果に基づいて、動作を変更する要素は、信号収集部０２４、画像再構成部００７、表示部００８、駆動機構０１４、光照射部００４、駆動制御部０１５、情報処理部０２２のうち少なくともいずれかが含まれる。
【００５６】
（フローの変形例１）
フローのステップＳ１０１〜Ｓ１０２では、マスク部００９の無い保持部材００２で被検体００１を保持した状態で光学撮像を行ったのち、マスク部００９付きの保持部材００２に交換している。しかし、このように交換作業を行うと、光音響測定には用いない保持部材００２が必要になり、コストや手間の増大につながる。そこで、保持部材００２を用いずに、被検体００１を光学撮像して特定吸光領域０１１の範囲を決定しても良い。この場合、被験者の体位は、実際の光音響測定時と同様に支持台００３上で伏臥位になり乳房を開口部に挿入した状態でも良いし、支持台００３から離れた状態でも良い。ただし、何れの体位で光学撮像を行う場合でも、保持部材００２で固定されていない被検体００１を撮像することになるため、保持部材００２で固定された後で特定吸光領域０１１の位置やサイズが変化する場合がある。特に乳房の場合は重力や外力の影響で形状が変形しやすい。そこで領域特定部０１０は、保持部材００２で保持された後で特定吸光領域０１１がどのように変化するかをシミュレーションすると良い。
【００５７】
（フローの変形例２）
フローのステップＳ１０３において、被験者（被検体２０１）の光音響測定の過去データにおいて、保持部材００２、マスク部００９、として利用可能な情報が得られる場合がある。この場合、選択部０２３は患者のＩＤ情報をキーとして不図示の記憶装置を参照し、選択済みの保持部材００２に関する情報を取得する。
【００５８】
（フローの変形例３）
フローのステップＳ１０４で、選択されたマスク部００９付きの保持部材内に被検体００１が配置された後に、特定吸光領域０１１がマスク部００９によって遮蔽されているかどうかを確認することも好ましい。その方法として、領域特定部０１０がステップＳ１０２で行ったような、光学撮像により得られた表面情報の画像解析を実施できる。ここで遮蔽状態が不十分だと判断された場合、再度、領域特定部０１０が最適な保持部材００２を選択し直す。
【００５９】
＜マスク部領域の信号強度増加＞
上記のように、マスク部００９は特定吸光領域０１１起因のアーティファクトを低減させる効果がある。しかしその反面、マスク部００９で覆われた領域での光照射量はマスク部００９が無い領域に比べて減少しているため、マスク部００９で覆われた領域で発生する光音響波の強度も低下する。また、マスク部００９の材質によっては、音響波を遮断または減衰させる場合もある。これらの現象により、生成される再構成画像中で、マスク部００９で遮蔽された被検体領域の信号強度低下やＳ／Ｎの低下が起こったり、それに伴い画像ムラが生じたりするおそれがある。そこで以下に、遮蔽領域の光音響信号強度値を増加させる処理について説明する。
【００６０】
（マスク部の領域取得）
遮蔽領域の出力値増加処理を実施する前に、マスク部００９の位置情報を取得し、処理対象領域の座標確認を確認する。マスク部００９の位置情報は、ステップＳ１０５におけるマスク部００９の位置、サイズの特定結果を利用可能である。具体的には、領域特定部０１０が、特定吸光領域０１１の選定と同様な手法で、マスク部００９の位置情報とサイズ情報を取得する。取得するタイミングは、マスク部００９設置後であればいつでもよい。
【００６１】
カメラ０１６が、マスク部００９を含む保持部材００２を光学撮像して表面画像を取得すると、領域特定部０１０は、表面画像中で閾値以上の値を示す範囲をマスク部００９と判断する。この時の画像処理における閾値に用いる値は輝度情報でも色情報でもかまわないが、マスク部００９の反射スペクトル情報と被検体００１の反射スペクトルの差が大きい波長の光を照射し、その色成分を検知することで検出精度は向上する。例えば、肌の反射スペクトルは可視光領域において波長が長いほど反射率が高い傾向にある。そこで、マスク部００９に青成分をよく反射する銀やアルミを採用し、青成分の光を照射して画像を取得し、青成分の色味を検知することで、精度よくマスク部００９を検出できる。
【００６２】
また、ここで算出したマスク部００９の形状を領域特定部０１０が選択したマスク部００９の形状情報と対応させ評価することで検出精度を向上できる。対応処理としてはパターンマッチングや面積評価等が利用できる。
なお、マスク部００９の領域に関する情報は、光学撮像により取得するのではなく、領域特定部０１０が撮像前に選択したマスク部００９の形状から取得してもよい。
【００６３】
（増加処理）
マスク部００９に覆われた領域の光音響信号強度を増加させる処理には、（ａ）光音響測定中の処理、（ｂ）受信した信号を扱う信号処理、（ｃ）再構成後の画像を扱う画像処理、などの複数の手法がある。以下、それぞれの処理について説明する。なお、これらの処理は単独で実施しても良いし、複数の処理を組み合わせても構わない。
【００６４】
（ａ）光音響測定中の処理
マスク部００９周辺に光を照射するときに、光量低下を補う手法として、レーザーの安
全性を保てる範囲内で光量を増加させることが有効である。これにより、光音響波の強度を強くできる。また、光照射回数増加（光音響測定回数増加）も有効である。得られた信号を積算することにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。また、マスク部００９周辺に光を照射した際の、音響波受信時の受信ゲインを高めることも有効である。これにより、被検体内を経由してマスク部００９で遮蔽された領域まで伝搬する測定光が引き起こす、微弱な光音響波に由来する信号成分を増強できる。光照射部００４は、照射領域内にマスク部００９を含むとき、照射領域内にマスク部００９を含まないときに比較して、光の光量を増加させるか、光の照射回数を増加させると換言される。
【００６５】
また、光がマスク部００９周辺以外を照射する際も、探触子００５の各受信素子０２５がマスク部００９を通過する音響波を受信する場合がある。この現象は、アーク型やお碗型の探触子００５のように、受信素子が広範囲に配置されている場合によく起こる。このような音響波を受信する際のゲインを高めることでも、マスク部００９に覆われた領域に由来する信号を増強できる。この処理においてゲインを高める対象となる信号は、受信素子０２５の座標と、マスク部００９の配置領域に関する情報と、光照射位置に関する情報とに基づいて算出できる。
【００６６】
（ｂ）受信信号の処理
マスク部００９周辺に光が照射されたときに受信素子０２５によって受信された信号の強度を増加させることで、光の遮断による信号値のムラを補正できる。また、再構成時に参照する各受信素子の信号がマスク部００９を通過する場合、マスク部００９通過時の音響減衰分だけ信号値を増加させることも、ムラの補正に効果的である。なおマスク部００９の厚みが厚い場合、マスク部００９を音波が通過する際に、通過しない場合と比較して位相ズレが大きくなることがある。その場合、マスク部００９を通過する信号の位相ズレを補正することで解像度の低下を防ぐことができる。
【００６７】
（ｃ）画像処理
再構成後の画像は、マスク部００９の存在によって、マスク部００９位置の画像の出力値とマスク部００９が無い領域の出力値とに差が生じ、輝度ムラが生じる。そこで、マスク部００９が無い領域の画像に合わせるように、マスク部００９がある位置の画像の出力を調整するのが好ましい。調整量は、マスク部００９の音響波透過特性や光透過特性、測定パターン、信号処理条件等に基づいて決定される。また、再構成後の画像を用い、マスク部００９位置と周辺領域の画像の出力値と比較して差が少なくなるように調整量を算出することも有効である。この結果、画像中の輝度ムラが目立たなくなる。
【００６８】
以上述べたように、本発明の手法によれば、光音響測定の被検体の表面に光吸収量の大きい吸収体が存在する場合でも、マスク部を用いて吸収体への光を遮蔽できる。その結果、吸収体から発生する光音響波が抑制され、アーティファクトの低減された良好な特性情報を取得でき、診断に有用な画像データを生成できるようになる。
【００６９】
［第２の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態のフローのＳ１０３における、マスク部００９や保持部材００２の適応的な選択方法や、選択された保持部材００２の提示方法について説明する。なお、第１の実施形態と同様の処理や構成については説明を省略する。ここでは、被検体００１を被験者の乳房とし、特定吸光領域０１１は乳房における乳頭とする。そして、カメラ画像に基づいて取得された特定吸光領域０１１の位置やサイズに適応的な保持部材選択がなされる。
【００７０】
（構成）
図６（ａ）は、被験者が伏臥位で横たわる支持台００３（支持部）と、開口部００３ａ
（挿入口）を示す上面図である。開口部００３ａには、乳房を保持するためのカップ状の保持部材００２が、引っ掛け固定される。本実施形態の円形の開口部００３ａの周辺には、被験者の頭部が配置される方向（紙面左側）を基点（ＢＡＳＥ）として、９０°ごとに複数の基準目盛り０２６が配置されている。基準目盛り０２６は、塗料やシールで作成しても良いし、支持台００３への接着や埋め込みで配置しても良い。
【００７１】
図６（ｂ）は、選択部０２３が適応的に保持部材００２を選択する際の概念的な図であり、保持部材のセット２０００に含まれる複数の保持部材００２の一覧図である。なお、この図では、各保持部材００２のフランジ（装着部０２０）は省略し、接触部０２１のみ示している。この例では前提として、保持部材００２のサイズと形状は一種類であり、開口部００３ａに設置された状態で上方から見ると直径１２ｃｍの円形である。またマスク部００９は円形である。
【００７２】
図６（ｂ）の横軸は、マスク部００９の接触部０２１の直径（ｃｍ）を示し、２，４，６ｃｍの３種類がある。また縦軸は、マスク部００９の中心と、保持部材００２の中心とのオフセット（ｃｍ）を示す。便宜上、保持部材のセット中に含まれる各保持部材００２の種類ごとに、１Ａ〜３ＣのＩＤを付与する。各々の保持部材００２は、開口部側の基準目盛りと対応する設置目盛り０２７を有する。音響波や測定光の伝搬を妨げないように、保持部材００２のフランジ状の装着部０２０に設置目盛り０２７を設けることが好ましい。
【００７３】
（処理フロー）
図５のフローチャートのステップＳ１０３において、選択部０２３は、領域特定部０１０が取得した乳頭のサイズ情報と、乳房における乳頭の位置情報を取得する。そして、サイズ情報に基づき、乳頭よりも僅かに広い範囲をカバーするようにマスク部００９のサイズを決定する。また、位置情報に基づき、オフセット、および、保持部材００２の支持台００３における設置角度を決定する。
【００７４】
例えば、乳頭のサイズが直径３．５ｃｍの場合、マスク部として直径４．０ｃｍのものが選択される。また、乳房を保持部材００２に保持した状態で、乳頭の中心位置が保持部材００２の中心に対して被験者の頭側に２ｃｍずれている場合、オフセットとして２．０ｃｍが選択される。その結果、ＩＤ＝２Ｂの保持部材００２が選択される。また、保持部材側の設置目盛り０２７が開口部側の基準目盛り０２６のどこに対応するかを示す設置角度としては、「１８０°」が選択される。選択部０２３は、表示部００８に保持部材００２のＩＤ情報と、設置角度とを提示する。
【００７５】
（変形例）
選択部０２３は、乳房のサイズに基づいて保持部材のサイズを適応的に選択しても良い。その場合、図６（ｂ）の概念図は、保持部材サイズ、マスク部のサイズ、マスク部のオフセットという３つの軸を持つことになる。この場合、保持部材を用意するコストがかかるものの、乳房のサイズに応じた良好な保持が可能になり、測定精度の向上および被験者の満足度向上を実現できる。
【００７６】
本実施形態によれば、選択部０２３が、マスク部００９の位置またはサイズの少なくとも一方が規定された複数の保持部材を有する保持部材のセット２０００の中から、被検体の表面画像に基づいて保持部材００２を選択する。このとき、適応的に位置またはサイズの少なくとも一方において適切なマスク部００９を備えた保持部材００２を選択することができる。さらに、決定した保持部材００２は、保持部材のセット２０００の中から、識別部に基づいて選択部０２３が保持部材００２を選択する。識別部は、保持部材が有する位置、サイズ、および形状の少なくともいずれかを識別可能とするような情報を特定可能
な部分である。識別部は、ＩＣタグ等の電子部品でも良いし、シールやラベル等でも良い。識別部は、保持部材のセット２０００に含まれる保持部材に配置されていても良いし、保持部材のセット２０００に含まれる保持部材と関連付けられて保管されていても良い。関連付けられて保管される状態とは例えば、保持部材のセットに含まれる全ての保持部材を保管できる格納容器に、保持部材の特性を示す情報が記載されたラベルが配置された状態である。
【００７７】
操作者は、提示されたＩＤ情報に関連した設置角度情報に基づき、選択された保持部材００２の設置角度で、選択された保持部材００２を支持台００３に固定することができる。保持部材００２の設置に係る精度、ユーザビリティが改善される。また、保持部材００２の平面視形状が円形の場合、開口部００３ａへの設置時の回転は自由であるため、設置角度は９０°ごとに限られない。また、本実施形態は、互いに異なるマスク部００９を備える、支持台００３に交換可能に配置される保持部材のセット２０００としても実現できる。 
【００７８】
［第３の実施形態］
本実施形態の光音響装置は、特定吸光領域の位置とサイズを検出し、それに対応したマスク部を配置する装置について説明する。第１の実施形態と同様の処理や構成については説明を省略する。
【００７９】
図７を用いて本実施形態の光音響装置１０の構成を説明する。本実施形態において、選択部０２３は、領域特定部０１０から得られた特定吸光領域０１１の位置とサイズから最適なマスク部００９を選択する。本実施形態の装置は、選択されたマスク部００９を特定吸光領域０１１に配置する配置部０１２を備える。
【００８０】
図８に、本実施形態のフローチャートを示す。ステップＳ２０１，Ｓ２０２は第１の実施形態と同様である。ステップＳ２０３では、選択部０２３が、領域特定部０１０にて算出された被検体表面の特定吸光領域０１１のサイズに適応的に、マスク部００９を選択する。続いてステップＳ２０４では、配置部０１２がマスク部００９を、特定吸光領域０１１に対応する保持部材上の位置に設置する。次に、ステップＳ２０５は、配置部０１２の配置動作に係る情報に基づいて、マスク部００９が所定位置に配置されたか否かを判定することができる。後のステップＳ２０６，２０７は第１の実施形態と同様である。 
すなわち、次にステップＳ２０６で、ステップＳ２０５でマスク部００９が所定位置に配置されているとの情報に基づき、光照射部００４の照射口００４ａからの光照射を開始する。続いて探触子００５の受信素子０２５が乳房から発生する光音響波を受信し、電気信号に変換して出力する。このとき、駆動制御部０１５による駆動機構０１４を操作することで、広範囲の測定ができる。次にステップＳ２０７で、画像再構成部００７が電気信号に基づいて特性情報分布を生成する。これにより、被検体内部の機能情報を示す特性情報分布が取得できる。
ステップＳ２０５における判定結果が、マスク部００９が所定位置に配置されていない場合は、ステップＳ２０６において、光照射部００４、探触子００５、駆動制御部０１５、駆動機構０１４、信号収集部０２４の撮影動作を停止する。
ステップＳ２０６において、ステップＳ２０５の判定結果に基づいて、動作を変更する要素は、第１の実施形態と同様である。
【００８１】
さらに、本実施形態のマスク部００９には、配置部０１２によって音響整合液００６内を移動させられても破損しない程度の強度が必要である。例えば、図３に示すような円形形状の、厚み１５０μｍの平面ＰＥＴ板材である基板００９ｂに金からなる薄膜００９ａを蒸着したマスク部００９であれば、必要とされる強度を保持できる。
また、特定吸光領域０１１が突起した形状の場合、図９のように、特定吸光領域０１１
が入る空間が確保されるような形状のマスク部００９を用いると良い。
なお、本実施形態ではマスク部００９と保持部材００２間に距離がある。そのため、マスク部の特定吸光領域０１１からのはみ出し量００９ｐを決定するときには、その距離分の光の回り込み量を考慮する必要がある。
【００８２】
本実施形態の場合も、被検体００１の設置後の移動ズレによる影響を考慮して、大きめのマスク部００９を利用することや、ズレ量やズレの方向を考慮したマスク部設置を行うことが有効である。
また、本実施形態においても、想定していたズレ量よりも大きなズレが発生することもあり得る。そこで、マスク部００９の設置後に領域特定部０１０が再び特定吸光領域０１１を検出することが有効である。これにより、マスク部００９によって特定吸光領域０１１が遮蔽されているかどうかを確認できる。確認するタイミングは測定直前や測定終了後が好ましい。測定直前の確認時に特定吸光領域０１１が判定された場合、再度、配置部０１２がマスク部００９を設置し直す。測定終了後に判定された場合は、再度計測することを促すメッセージを出すか、特定吸光領域０１１が判定されたことを知らせるメッセージを提示する。この場合、操作者が再計測を実施するかを判断できるように、遮蔽具合を操作者に提示するのが好ましい。すなわち、領域特定部０１０は、赤外線または近赤外線を含む波長域において、被検体００１の赤外イメージングを可能に構成されており、領域特定部０１０は、判定部を兼ねるように構成することができる。
【００８３】
本実施形態においても、マスク部００９で光が遮蔽された領域に由来する光音響信号の強度を増強することが好ましい。この増強処理においては、配置部０１２がマスク部００９を設置したときの座標情報に基づいて、マスク部の位置やサイズを求めることができる。信号収集部０２４や情報処理部０２２は、遮蔽された領域の信号強度を増強するように、受信ゲインの引き上げや、受信信号処理または画像処理を行う。
【００８４】
（マスク部の形状と配置方法）
配置部０１２は、マスク部００９を保持部材００２の特定吸光領域０１１に対応する位置に設置するためのアームを備える。アームは、先端部などにマスク部００９を保持し、機械制御により駆動される構成である。そして、マスク部００９のセット９０００が保管された場所に先端部を伸ばして所定のマスク部００９を保持した後、先端部を保持部材００２の表面付記まで移動させて、接着等により固定する。なお、領域特定部０１０がマスク部００９を特定すると、その情報を表示部などで提示された操作者が、アームの先端にマスク部００９を保持させても良い。
【００８５】
図１０に接着の様子を示す。保持部材００２の形状が安定している場合（例えば保持部材００２がＰＥＴのような樹脂材から形成される場合）、マスク部００９としても樹脂材や金属板のように形状が安定したものが好適である。図１０（ａ）と図１０（ｂ）はそれぞれ、湾曲形状を維持する保持部材００２と、平面形状を維持する保持部材００２である。この場合、マスク部００９の形状は保持部材００２に沿うものが好ましい。保持部材００２の表面が湾曲している場合、マスク部００９の面をかかる彎曲に合わせる。配置部０１２はマスク部００９を保持部材００２に押しつけ、両者の間の音響整合液００６を押しのけることで、保持部材００２とマスク部００９間の気密性を上げて接着する。
【００８６】
また、マスク部００９の基板００９ｂとしてゲルやゴムのように柔軟に屈曲する材質を用いる場合、マスク部００９の両面のうち、保持部材００２に接する側の面を吸盤に似た形状にするのも好ましい。図１０（ｃ）は接着前、図１０（ｄ）は接着後の様子を示す。図１０（ｃ）の状態から、配置部０１２がマスク部００９を力Ｆで保持部材００２に押しつけると、図１０（ｄ）のように、マスク部００９と保持部材００２間の音響整合液００６が押しのけられて気密性が上がり、接着力が高まる。
【００８７】
保持部材００２の材料や形状によっては、マスク部００９を安定的に接着できない場合がある。その場合は、アームと保持部材００２との間にマスク部００９を挟持して押し付け固定により保持してもよい。しかしこの場合はアームが照射光や音響波を遮ることでアーティファクト要因となったり、被検体００１からの音響波を遮ることでの画像劣化を引き起こしたりする虞がある。そこで、アームとしてスリムな形状で剛性が高く、かつ音響波を吸収しないものを用いると良い。例えば、ステンレス等の金属の表面を金蒸着など施したアームを用いる。
【００８８】
本実施形態によれば、光音響測定の被検体の表面に光吸収量の大きい吸収体が存在する場合でも、選択部により適切なマスク部が選択される。そのマスク部を配置部が保持部材に設置することにより、光音響測定時の吸収体への光が遮蔽され、アーティファクトの低減された良好な光音響画像を取得できるようになる。
【００８９】
［第４の実施形態］
本実施形態では、図１１を参照しつつ、保持部材００２の様々な形態について説明する。上記実施例と同じ構成要素には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。接触部０２１は、保持部材００２のうち被検体００１と接触する部位である。上記各実施例に記載のマスク部００９は、接触部０２１に設けられる。図１１（ａ）に示される保持部材００２は、円筒部０７０と、支持台００３の開口部００３ａに装着される、フランジ状の装着部０２０と、円筒部０７０を挟んで装着部０２０と逆側に配置された接触部０２１からなる。
【００９０】
円筒部０７０には、透明の樹脂剤のアクリル、ポリカーボネート、ＰＥＴ等が好適である。接触部０２１にも円筒部０７０と同様の材料が使用できるが、厚みは円筒部０７０より薄い方が好ましい。マスク部００９には上記各第１の実施形態と同様の材料を使用できる。マスク部００９として例えば、接触部０２１表面に蒸着された金属や、張り付けられた金属板が好適である。マスク部００９として散乱体を用いる場合、接触部０２１表面に散乱物質を塗布したり、散乱体が付加された部材を張り付けたりできる。本実施形態では、厚み３ｍｍの透明アクリル製の円筒部０７０に、厚み０．１ｍｍの透明なＰＥＴ製の接触部０２１を接着し、接触部０２１の中央部に金蒸着を施してマスク部００９としている。
【００９１】
なお、マスク部００９を接触部０２１の被検体００１側の面に蒸着、貼付けまたは塗布することで、マスク部００９と特定吸光領域０１１の距離が接近するため、回折による特定吸光領域０１１への照射光を抑制できる。ただし、接触部０２１の厚みが非常に薄い場合、被検体００１と接しない面にマスク部００９を形成しても、回折光の影響は少ない。このように、マスク部００９を、接触部０２１のうち被検体００１と接しない面に形成することで、被検体００１との接触に伴うマスク部００９の劣化を抑えられる。本実施形態では接触部０２１の厚みが十分薄いので、被検体００１と接触しない面に金を蒸着している。
【００９２】
ＰＥＴフィルムに金を蒸着する場合、ＰＥＴと金の間にＣｒ蒸着を施すと金の接着性が増す。ただし、被検体００１側からの反射光がＣｒ面に照射され、アーティファクトの要因となる音響波を発生させる可能性がある。そこで、接触部０２１の両面にマスク部００９を蒸着することも効果的である。
【００９３】
接触部０２１の材料として、ゴムシートやメッシュシートなどのシート材も使用できる。円筒部０７０として図１１（ｂ）のように、梁構造のものも使用できる。このような構造は、音響波を受信素子まで良好に伝搬させる点で効果的である。また、図１１（ｃ）のように、円筒部０７０が無く装着部０２０に接触部０２１を付けた構成も使用できる。こ
の構成の場合、乳房の形状に沿ったカーブを持つカップ状の保持部材００２を提供できる。被検体００１が乳房である場合、乳頭や乳輪が特定吸光領域０１１となる。乳頭や乳輪は保持部材００２の中央に位置することが多いので、マスク部００９を接触部０２１の中央に設置するのが好ましい。
【００９４】
［第５の実施形態］
第１の実施形態では、領域特定部０１０が特定吸光領域０１１に関する情報を取得し、選択部０２３が適切な保持部材００２を選択して操作者に提示していた。また第３の実施形態では、特定吸光領域０１１に関する情報に基づいて、配置部０１２がマスク部００９を保持部材００２に設置していた。本実施形態では、領域特定部０１０により決定された特定吸光領域０１１に関する情報に基づいて、情報処理部０２２が、保持部材００２をマスク部００９に設置する位置を決定し、操作者に提示する。以下、各実施例と同様の構成については説明を省略し、本実施形態に特有の部分について説明する。
【００９５】
本実施形態のシステム構成は第１の実施形態とほぼ同様であるが、情報処理部０２２において、選択部０２３の代わりに設置位置特定部を備える。本実施形態では、サイズが互いに異なる複数のマスク部００９のセット９０００が予め用意されているものとする。設置位置特定部は、特定吸光領域０１１の位置、サイズ、形状などに基づき、特定吸光領域０１１を照射光から遮蔽できるようなマスク部００９を、予め用意された、マスク部を複数含むマスク部のセット９０００から選択する。このとき、回折光の影響を低減するために、特定吸光領域０１１から少しはみ出すサイズのマスク部００９を選択すると良い。
【００９６】
続いて、設置位置特定部は、表示部００８などのユーザインタフェースを介して、操作者にマスク部００９の設置すべき所定位置を提示する。提示方法は特に限定されず、例えば第２の実施形態のように、保持部材００２の中心からのオフセットと、頭尾方向からの角度で指定しても良い。また、保持部材００２を表示部００８上で仮想的なメッシュに区分しておき、マスク部００９を設置するメッシュを指定しても良い。マスク部００９の設置方法も特に限定されず、第３の実施形態と同様に吸盤形状により貼付ける方法や、基板００９ｂに粘着性のある材料を塗布する方法などがある。
【００９７】
本実施形態の場合、操作者の手技によりマスク部００９が設置されるため、設置後に再度、カメラ０１６による光学撮像と領域特定部による画像解析を行い、設置位置を確認することが好ましい。特定吸光領域０１１とマスク部００９の位置ずれが大きかった場合、表示部００８は、位置の修正方法を提示する。本実施形態によれば、特定吸光領域０１１の位置やサイズに対して適応的にマスク部００９のサイズや設置位置が決定されるので、アーティファクトの低減された光音響画像を生成できる。
【００９８】
＜その他の実施形態＞
記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータ（又はＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイス）によっても、本発明を実施することができる。また、例えば、記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータによって実行されるステップからなる方法によっても、本発明を実施することができる。この目的のために、上記プログラムは、例えば、ネットワークを通じて、又は、上記記憶装置となり得る様々なタイプの記録媒体（つまり、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体）から、上記コンピュータに提供される。したがって、上記コンピュータ（ＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイスを含む）、上記方法、上記プログラム（プログラムコード、プログラムプロダクトを含む）、上記プログラムを非一時的に保持するコンピュータ読取可能な記録媒体は、いずれも本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００９９】
００４：光照射部、００５：探触子、００９：マスク部、０１１：特定吸光領域、０１９：判定部、１０：光音響装置
【図１】
2018099508.tif 000003
【図２】
2018099508.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018099508.tif 000006
【図５】
2018099508.tif 000007
【図６】
2018099508.tif 000008
【図７】
2018099508.tif 000009
【図８】
2018099508.tif 000010
【図９】
2018099508.tif 000011
【図１０】
2018099508.tif 000012
【図１１】
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