(57)【要約】      （修正有）【課題】光音響トモグラフィにおいて、物質の濃度の空間分布を精度よく取得する技術を提供する。【解決手段】光が被検体に照射されることにより発生した光音響波に由来する、被検体を構成する物質の濃度の空間分布を示す濃度分布を取得する情報処理部５００と、濃度分布のうち、被検体の表面近傍における濃度に基づいて、濃度分布のうち、被検体の表面近傍よりも深部における濃度を補正する補正部と、を有することを特徴とする情報処理装置を用いる。【選択図】図１
2018122045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が被検体に照射されることにより発生した光音響波に由来する、前記被検体を構成する物質の濃度の空間分布を示す濃度分布を取得する情報処理部と、
前記濃度分布のうち、前記被検体の表面近傍における前記濃度に基づいて、前記濃度分布のうち、前記被検体の前記表面近傍よりも深部における前記濃度を補正する補正部と、を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
第１の波長の光が被検体に照射されて発生した第１の音響波に由来する第１の信号と、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光が前記被検体に照射されて発生した第２の音響波に由来する第２の信号を用いて前記被検体内部における物質の濃度分布を取得する情報処理部を備え、
前記情報処理部は、
前記第１の光および前記第２の光が被検体表面を照射するときの第１の光量に基づいて、前記物質の濃度に関連する第１の濃度情報を取得し、
前記第１の濃度情報に基づいて、前記被検体内部における前記濃度分布を取得する
ことを特徴とする情報処理装置。
【請求項３】
前記情報処理部は、
前記第１の信号および前記第２の信号と、前記被検体表面における前記第１の光量に基づいて取得された前記被検体内部の第１の光量分布とに基づいて、前記被検体内部の第１の酸素飽和度分布を取得し、
前記第１の信号または前記第２の信号の少なくともいずれか１つを用いて生成された前記被検体内部の特性情報分布から第１の血管を抽出し、前記第１の血管の少なくとも一部は、前記被検体表面の近傍に位置しており、
前記第１の酸素飽和度分布に基づいて、前記第１の血管の前記被検体表面の近傍における酸素飽和度値である、表面酸素飽和度値を取得して、前記第１の濃度情報とし、
前記表面酸素飽和度値に基づいて前記第１の血管の全体の酸素飽和度値を決定することにより、第２の酸素飽和度分布を取得して、前記濃度分布とする
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記情報処理部は、
前記特性情報分布から第２の血管を抽出し、前記第２の血管は、前記被検体表面の近傍に位置する部分がないものであり、
前記第１の酸素飽和度分布における前記第２の血管の酸素飽和度と、前記第１の酸素飽和度分布における前記第１の血管の酸素飽和度とを比較することにより、前記第２の血管の酸素飽和度値を取得する
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】
前記情報処理部は、前記第１の酸素飽和度分布における、前記第１の血管に関する前記酸素飽和度値と前記被検体表面からの距離との関係を示す第１の関係と、前記第２の血管に関する前記酸素飽和度値と前記被検体表面からの距離との関係を示す第２の関係と、を比較することにより、前記第２の血管の酸素飽和度値を取得する
ことを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記情報処理部は、
複数の前記第１の血管について前記第１の関係を取得して、前記複数の第１の血管のそれぞれが動脈と静脈のいずれであるかを決定し、
前記第２の血管の酸素飽和度値を取得するために前記第１の関係と前記第２の関係を比較するときに、前記第２の血管が動脈と静脈のいずれであるかに応じて、前記複数の第１
の血管から前記比較に用いるものを選択する
ことを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記被検体内部の前記特性情報分布とは、前記第１の信号に由来する初期音圧分布もしくは吸収係数分布、または、前記第２の信号に由来する初期音圧分布もしくは吸収係数分布である
ことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記第１の光量分布は、前記被検体表面における前記第１の光量を前記被検体内部に適用した、仮定的な光量分布である
ことを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記被検体は被検者の一部であり、
前記情報処理部は、
前記第１の信号および前記第２の信号と、前記被検体表面における前記第１の光量に基づいて取得された第１の光量分布とに基づいて、前記被検体内部の第１の酸素飽和度分布を取得し、
前記被検者の属性に応じて、前記第１の酸素飽和度分布を補正するための補正情報を取得して、前記第１の濃度情報とし、
前記第１の酸素飽和度分布に、前記補正情報を適用することにより第２の酸素飽和度分布を取得して、前記濃度分布とする
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記補正情報は、前記被検者の属性ごとに保存された、前記第１の酸素飽和度分布に含まれる酸素飽和度値に対する補正テーブルまたは補正式である
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記補正情報は、前記第１の信号および前記第２の信号と、前記被検体内部の第２の光量分布と、に基づいて決定された第３の酸素飽和度分布を用いて作成されたものであり、
前記第２の光量分布は、前記被検体表面における前記第１の光量と、前記被検者の属性に応じて決定される前記被検体内部における有効減衰係数に基づいて取得されたものである
ことを特徴とする請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記属性は、年齢、身長、体重、ＢＭＩ、乳房サイズ、人種、既往歴の少なくともいずれかを含む
ことを特徴とする請求項９ないし１１いずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記情報処理部は、前記補正情報を、前記被検体表面の近傍ではない領域における前記第１の酸素飽和度分布に適用する
ことを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
光が被検体に照射されることにより発生した光音響波に由来する、前記被検体を構成する物質の濃度の空間分布を示す濃度分布を取得する情報処理部と、
前記濃度分布のうち、前記被検体の特定位置における前記濃度に基づいて、前記濃度分布のうち、前記被検体の前記特定位置よりも深部における前記濃度を補正する補正部と、を有する
ことを特徴とする情報処理装置。
【請求項１５】
前記深部は、前記特定位置と交わる、前記被検体の表面における法線上の、前記表面か
らの距離が前記特定位置よりも大きい位置である
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
光が被検体に照射されることにより発生した光音響波に由来する、前記被検体を構成する物質の濃度の空間分布を示す濃度分布を取得する情報処理ステップと、
前記濃度分布のうち、前記被検体の表面近傍における前記濃度に基づいて、前記濃度分布のうち、前記被検体の前記表面近傍よりも深部における前記濃度を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする情報処理方法。
【請求項１７】
第１の波長の光が被検体に照射されて発生した第１の音響波に由来する第１の信号と、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光が前記被検体に照射されて発生した第２の音響波に由来する第２の信号を用いて前記被検体内部における物質の濃度分布を取得する情報処理ステップを有し、
前記情報処理ステップは、前記第１の光および前記第２の光が被検体表面を照射するときの第１の光量に基づいて、前記物質の濃度に関連する第１の濃度情報を取得し、前記第１の濃度情報に基づいて、前記被検体内部における前記濃度分布を取得する
ことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１８】
光が被検体に照射されることにより発生した光音響波に由来する、前記被検体を構成する物質の濃度の空間分布を示す濃度分布を取得する情報処理ステップと、
前記濃度分布のうち、前記被検体の特定位置における前記濃度に基づいて、前記濃度分布のうち、前記被検体の前記特定位置よりも深部における前記濃度を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置および情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
癌に起因して発生する新生血管を特異的に画像化する方法として、光音響トモグラフィ（ＰＡＴ：Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が注目されている。ＰＡＴは、パルス光（近赤外線）を被検体に照射して被検体から発せられる光音響波を音響波検出器で検出して画像化する技術である。
【０００３】
ＰＡＴにおいて、被検体内の関心領域から発生する光音響波の初期音圧分布Ｐ０は、式（１）で表される。
【数１】
2018122045.tif 000003
ここでΓはグルナイゼン係数であり、体積膨張係数βと音速ｃの２乗の積を定圧比熱Ｃｐで割ったものである。Γは被検体が決まれば、ほぼ一定の値をとることが知られている。μａは関心領域における吸収係数、Φは関心領域における光量（関心領域に照射された光の光量であり、光フルエンスとも呼ばれる）である。
【０００４】
被検体内部で発生した光音響波は、被検体内を伝搬して被検体の表面に配置された音響波検出器によって検出される。そして、情報処理装置がその検出結果に基づき、バックプロジェクション法等の再構成手法を用いて、初期音圧分布Ｐ０を取得する。
式（１）より、初期音圧分布Ｐ０からグルナイゼン係数Γを除することにより、μａとΦの積の分布、つまり光エネルギー密度分布が得られる。さらに、光エネルギー密度分布から被検体内の光量分布Φ（ｒ）を除することによって、吸収係数分布μａ（ｒ）が得られる。また、光音響トモグラフィにおいては、取得した吸収係数分布μａ（ｒ）に基づいて、被検体を構成する物質の濃度の空間分布を算出することができる。被検体を構成する物質の濃度を取得する方法として、非特許文献１は、２つの波長の光を用いて得られた２つの吸収係数分布を用いて酸素飽和度分布を算出する方法を開示する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｆｏｒ  ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｏｆ  ｃｅｒｅｂｒａｌ  ｂｌｏｏｄ  ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｂｌｏｏｄ  ｖｏｌｕｍｅ  ｉｎ  ｒａｔ  ｂｒａｉｎ  ｉｎ  ｖｉｖｏ”Ｘ．Ｗａｎｇ，Ｌ．Ｖ．Ｗａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．５６９７（２００５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光音響トモグラフィで得られる物質の濃度の空間分布は、被検体内の位置によって取得精度が異なる場合がある。
【０００７】
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、光音響トモグラフィにおいて、被検体を構成する物質の濃度の空間分布を精度よく取得する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】
【０００８】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、光が被検体に照射されることにより発生した光音響波に由来する、前記被検体を構成する物質の濃度の空間分布を示す濃度分布を取得する情報処理部と、
前記濃度分布のうち、前記被検体の表面近傍における前記濃度に基づいて、前記濃度分布のうち、前記被検体の前記表面近傍よりも深部における前記濃度を補正する補正部と、を有することを特徴とする情報処理装置である。
本発明はまた、第１の波長の光が被検体に照射されて発生した第１の音響波に由来する第１の信号と、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光が前記被検体に照射されて発生した第２の音響波に由来する第２の信号を用いて前記被検体内部における物質の濃度分布を取得する情報処理部を備え、
前記情報処理部は、
前記第１の光および前記第２の光が被検体表面を照射するときの第１の光量に基づいて、前記物質の濃度に関連する第１の濃度情報を取得し、
前記第１の濃度情報に基づいて、前記被検体内部における前記濃度分布を取得する
ことを特徴とする情報処理装置である。
本発明はまた、光が被検体に照射されることにより発生した光音響波に由来する、前記被検体を構成する物質の濃度の空間分布を示す濃度分布を取得する情報処理部と、
前記濃度分布のうち、前記被検体の特定位置における前記濃度に基づいて、前記濃度分布のうち、前記被検体の前記特定位置よりも深部における前記濃度を補正する補正部と、を有する
ことを特徴とする情報処理装置である。
本発明はまた、光が被検体に照射されることにより発生した光音響波に由来する、前記被検体を構成する物質の濃度の空間分布を示す濃度分布を取得する情報処理ステップと、
前記濃度分布のうち、前記被検体の表面近傍における前記濃度に基づいて、前記濃度分布のうち、前記被検体の前記表面近傍よりも深部における前記濃度を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする情報処理方法である。
本発明はまた、第１の波長の光が被検体に照射されて発生した第１の音響波に由来する第１の信号と、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光が前記被検体に照射されて発生した第２の音響波に由来する第２の信号を用いて前記被検体内部における物質の濃度分布を取得する情報処理ステップを有し、
前記情報処理ステップは、前記第１の光および前記第２の光が被検体表面を照射するときの第１の光量に基づいて、前記物質の濃度に関連する第１の濃度情報を取得し、前記第１の濃度情報に基づいて、前記被検体内部における前記濃度分布を取得する
ことを特徴とする情報処理方法である。
本発明はまた、光が被検体に照射されることにより発生した光音響波に由来する、前記被検体を構成する物質の濃度の空間分布を示す濃度分布を取得する情報処理ステップと、
前記濃度分布のうち、前記被検体の特定位置における前記濃度に基づいて、前記濃度分布のうち、前記被検体の前記特定位置よりも深部における前記濃度を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする情報処理方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光音響トモグラフィにおいて、被検体を構成する物質の濃度の空間分布を精度よく取得する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る被検体情報取得装置を示す図
【図２】第１の実施形態に係る被検体情報取得方法のフローを示す図
【図３】第１の実施形態に係る被検体の酸素飽和度を示す図
【図４】第１の実施形態に係る被検体の乳房および血管を示す図
【図５】第１の実施形態に係る被検体の酸素飽和度を示す図
【図６】第２の実施形態に係る被検体の乳房および血管を示す図
【図７】第２の実施形態に係る被検体の酸素飽和度を示す図
【図８】第２成分割合が異なる被検体の酸素飽和度を示す図
【図９】第３の実施形態に係る被検体情報取得方法のフローを示す図
【図１０】第３の実施形態に係る被検体情報取得方法に用いる補正テーブルを示す図
【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、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。
【００１３】
本発明の被検体情報取得装置には、被検体に光（電磁波）を照射することにより被検体内で発生した音響波を受信して、被検体の特性情報を画像データとして取得する光音響効果を利用した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。
【００１４】
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や脱酸素化ヘモグロビン濃度が求められる。また、酸素化ヘモグロビン濃度と脱酸素化ヘモグロビン濃度から求められる酸素飽和度も、物質の濃度の一種と考えられる。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。本発明では、特性情報として特に、被検体内部のターゲットにおける酸素飽和度や、被検体中の酸素飽和度を取り上げる。
【００１５】
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、物質の濃度分布、酸素飽和度分布などの分布情報である。
【００１６】
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。分布データは、光音響画像デ
ータや再構成画像データとも呼ばれる。
【００１７】
以下の実施形態では、被検体情報取得装置として、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イメージング装置を取り上げる。光音響イメージング装置は、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、被検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。
【００１８】
被検体を構成する物質の濃度を取得する方法として、非特許文献１は、２つの波長の光を用いて得られた２つの吸収係数分布を用いて酸素飽和度分布を算出する方法を開示する。
例えば、オキシヘモグロビンのモラー吸収係数をεＨｂＯ（ｍｍ−１Ｍ−１）とし、デオキシヘモグロビンのモラー吸収係数をεＨｂ（ｍｍ−１Ｍ−１）とする。ここで、モラー吸収係数は１リットルに１ｍｏｌヘモグロビンがあったときの吸収係数である。モラー吸収係数の値は波長によって一意的に決定される。
【００１９】
また、オキシヘモグロビンのモル濃度（Ｍ）をＣＨｂＯとし、デオキシヘモグロビンのモル濃度（Ｍ）をＣＨｂとする。このとき、波長λ１とλ２における血液の吸収係数μａは式（２）で表せる。
【数２】
2018122045.tif 000004
すなわち、各波長における血液の吸収係数μａは、オキシヘモグロビンのモラー吸収係数εＨｂＯおよびオキシヘモグロビンのモル濃度ＣＨｂＯの積と、デオキシヘモグロビンのモラー吸収係数εＨｂおよびデオキシヘモグロビンのモル濃度ＣＨｂの積との和で示される。
【００２０】
また、式（２）を変形すると式（３）と表せる。
【数３】
2018122045.tif 000005
【００２１】
そして、酸素飽和度ＳｔＯ２は、全ヘモグロビンのうちオキシヘモグロビンの占める割合であるので、以下の式（４）で表すことができる。
【数４】
2018122045.tif 000006
すなわち、波長λ１、λ２における血液の吸収係数μａが分かれば、他の値は既知であるため、式（４）より酸素飽和度を算出することができる。
非特許文献１に記載の方法で得られる酸素飽和度の空間分布においては、被検体内の位置によって取得精度が異なる場合がある。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を用いて本発明に係る被検体情報取得装置の実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
（装置構成）
図１（ａ）は、本実施形態の被検体情報取得装置の概略構成を示すブロック図である。装置は、光源１００、照射光学系２００、音響波検出器４００、信号取得装置４２０、情報処理装置５００、表示装置６００を有する。
【００２４】
（光源１００）
光源１００は、被検体表面や被検体内部から光音響効果による光音響波を発生させるために、光１１０を出射する装置である。酸素飽和度を算出するために、光源１００は、少なくとも第１の波長λ１の光と、第１の波長とは異なる波長である第２の波長λ２の光を含む、複数波長の光を発生可能に構成される。なお、第１の波長の光に由来する音響波を第１の音響波、第２の波長の光に由来する音響波を第２の音響波と呼ぶ場合がある。また、第１の音響波に由来する光音響信号を第１の信号、第２の音響波に由来する光音響信号を第２の信号と呼ぶ場合がある。
【００２５】
光源１００は、５ナノ秒から５０ナノ秒のパルス光を発生可能であることが好ましい。また、数十ｍｍ程度の深さの酸素飽和度分布を算出するためには、光源１００は、大きな出力（例えば、数ｍＪ／ｐｕｌｓｅ以上）のレーザ装置であることが好ましい。レーザとしては、固体レーザ、ガスレーザ、色素レーザ、半導体レーザなどを利用できる。特に、出力が強く連続的に波長を変えられるＮｄ：ＹＡＧ励起のＴｉ：ｓａレーザや、アレキサンドライトレーザが好適である。
【００２６】
なお、波長を可変にするために、光源１００を異なる波長の単波長レーザにより構成してもよい。その場合、光源１００は、第１の波長の光を発生させる第１の光源と、第２の波長の光を発生させる第２の光源を備える。また、光源１００を、レーザ装置ではなく、発光ダイオードやフラッシュランプなどで構成しても構わない。
【００２７】
（照射光学系２００）
照射光学系２００は、光源１００で発生した光１１０を、照射光２１０として被検体３００に照射する光学系である。照射光学系２００は光１１０を導き、所望の照射形状にするための光学部材から構成される。工学部剤として例えば、光を反射するミラー、参照光と照射光を分岐するためのハーフミラー、光を集光したり拡大したり形状を変化させるレンズ、光を広げるための拡散板、バンドルファイバなどから構成される。照射光２１０はレンズによりある程度の面積に広げられることが好ましい。また、照射光２１０の光強度分布を滑らかにするために、拡散板やフライアイレンズ等を用いるとよい。
【００２８】
なお、照射光学系２００は、各波長において同一の光学パターンの照射光２１０を被検体３００に照射できるものであることが好ましい。照射光学系２００がバンドルファイバである場合、バンドルファイバの入射端に対して、バンドルファイバの出射端の並びをランダムにすることにより、波長毎の光学パターンを同一とするようにしてもよい。
【００２９】
また、照射光２１０の照射領域が被検体３００上を移動可能であることが好ましい。照射領域が被検体３００の表面上で移動することにより、光が同じ領域に重畳して照射されるため、被検体表面の光強度が均一となる。その結果、２波長において同じ光強度分布の光を被検体に照射した場合と同様の効果が得られる。被検体３００に照射する領域を移動
させる方法として、可動式ミラー等を用いる方法や、照射光学系２００自体を機械的に移動させる方法などがある。
【００３０】
図１（ａ）において、照射光２１０は音響波検出器４００側から照射されてもよく、音響波検出器４００と反対側から照射されてもよい。さらに、照射光２１０は被検体３００の両面から照射されてもよい。
【００３１】
（被検体３００）
被検体３００は被検体情報取得装置の構成要素ではないが、ここで説明する。被検体情報取得装置を、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に使用する場合、被検体としては生体（例えば人体や動物の乳房や頭部、頸部、腹部など）が想定される。光吸収体は、被検体内部で相対的に光吸収係数が高いものである。例えば、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新生血管を多く含む悪性腫瘍である。
【００３２】
なお、被検体３００と音響波検出器４００の間には、両者の音響インピーダンスを整合させて光音響波を効率よく伝搬させるための音響整合材を配置することが好ましい。音響整合材としては、水、油、ジェルなどが好適である。
【００３３】
また、被検体３００を保持する保持部材（不図示）を配置することが好ましい。保持部材の配置により、画質低下の要因となる測定中の体動を抑制できる。また、保持部材が被検体３００の形状を安定させることにより、被検体表面に照射された光の照射範囲や照射位置を決定しやすくなる。保持部材としては、ある程度の強度を有し変形しない材質であり、かつ、被検体３００から伝搬する音響波や照射光２１０を透過させる材質であることが望ましい。例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリル等が好適である。被検体情報取得装置が保持部材を備える場合、保持部材と被検体３００の間、および、保持部材と音響波検出器４００の間に、上述の音響整合材を配置する。
【００３４】
（音響波検出器４００）
音響波検出器４００は、素子４１０と、素子を支持する支持体により構成される。素子４１０は、被検体３００に照射された照射光２１０が被検体内部を伝搬し、光吸収体３１０に吸収されたときに、当該光吸収体３１０から発生した光音響波３１１を検出してアナログ電気信号に変換する。音響波検出器４００に用いる素子４１０としては、圧電現象を用いたトランスデューサ、光の共振を用いたトランスデューサ、容量の変化を用いたトランスデューサなどを利用できる。音響波検出器４００において、図示したように素子４１０がアレイ状に配列されていてもよいし、単一素子のものでもよい。
【００３５】
音響波検出器４００は、被検体３００との相対位置が変化可能であることが好ましい。音響波検出器４００と被検体３００との相対位置が変化することにより、被検体３００の広い範囲を画像化できる。位置変化機構としては、ＸＹステージなど、動力機構と位置決め機構を持つ装置が好ましい。なお、音響波検出器４００は、把持部を備えたハンドヘルド型のプローブであっても良い。ハンドヘルド型のプローブの場合、光を出射する照射光学系２００の出射端がプローブ内にあることが好ましい。
【００３６】
信号取得装置４２０は、音響波検出器４００から出力されるアナログの電気信号（検出信号）に対して、増幅処理やデジタル変換処理を施す。信号取得装置４２０は、アンプ装置やＡ／Ｄ変換回路等により構成される。なお、本明細書において「検出信号」とは、音響波検出器４００から出力されるアナログ信号も、その後、ＡＤ変換されたデジタル信号も含む概念である。
【００３７】
（情報処理装置５００）
情報処理装置５００は、信号取得装置４２０から出力された検出信号に基づいて被検体情報を取得する装置である。情報処理装置５００は、検出信号に基づく画像再構成により被検体内部の光学特性値分布を取得する。情報処理装置５００としては、ＣＰＵやメモリなどの演算資源を備え、プログラムされた指令やユーザからの入力情報に基づいて動作する、ＰＣやワークステーションなどが好適である。情報処理装置５００に含まれる各ブロックは、それぞれ独立したＰＣで構成されていても良いし、同一のＰＣで動作するプログラムモジュールとして構成されていても良い。情報処理装置５００は、本発明の情報処理部に相当する。情報処理装置５００は、本発明の補正部として機能する場合もある。
【００３８】
画像再構成アルゴリズムとしては、トモグラフィ技術で通常に用いられる既知の処理を利用できる。例えば、整相加算法、タイムドメインあるいはフーリエドメインでの逆投影法などが使われる。また、情報処理装置５００の能力が高い場合や、再構成に多くの時間を費やしても良い場合（例えば、光音響波の取得とは異なるタイミングで画像再構成を行う場合）は、繰り返し処理による逆問題解析法などの画像再構成手法を利用できる。また、音響レンズなどを有する音響波検出器を用いることで、情報処理装置５００は画像再構成を行うことなく被検体内部の初期音圧分布を形成できる。また、情報処理装置５００は、音響波検出器４００から得られる検出信号が複数の場合は、同時に複数の信号を処理できることが好ましい。それにより、画像形成時間を短縮できる。
【００３９】
続いて、情報処理装置５００の機能ブロックについて説明する。ただし上述したように、これらのブロックは物理的に区分されている必要はない。それぞれの機能ブロックをプログラムモジュールとして構成しても良い。また、複数のＰＣを組み合わせて情報処理装置５００を構成しても良い。また、信号取得装置４２０から出力され、記憶装置に保存された検出信号をクラウド上で処理するような情報処理装置５００を用いてもよい。情報処理装置５００は、ユーザからの入力を受け付けるユーザインタフェースとしての入力装置（例えば、マウス、キーボード、タッチパネルなど）を備えることが好ましい。
【００４０】
装置制御部５１０は、被検体情報取得装置の各ブロックの動作内容や動作タイミングを、予め作成され記憶装置に保存されたプログラムの指令や、入力装置を介したユーザからの指令に応じて制御する。再構成処理部５２０は、被検体に光を照射して光音響波を受信する光音響測定によって得られた検出信号に対して、上述の手法により画像再構成処理を施す。再構成処理部５２０はまた、再構成された初期音圧分布から吸収係数分布を求める機能を有する。
【００４１】
血管抽出部５３０は、再構成処理部５２０から出力された再構成画像（初期音圧分布、吸収係数分布画像、光エネルギー吸収密度分布画像など）から、血管を抽出する。血管抽出の手法は任意であり、例えば光学特性値の値が所定の閾値よりも高い領域を血管とする方法や、パターンマッチング法、画像認識法などを利用できる。酸素飽和度取得部５４０は、複数波長の吸収係数分布から酸素飽和度分布を求める機能を有する。酸素飽和度取得部５４０はまた、後述する簡易的な酸素飽和度分布（第１の酸素飽和度分布）を求めたり、高精度な酸素飽和度分布（第３の酸素飽和度分布）を求めたり、表示用の最終的な酸素飽和度分布（第２の酸素飽和度分布）を求めたりする機能を有する。
【００４２】
（表示装置６００）
表示装置６００は、情報処理装置５００から出力される被検体情報を表示する装置である。表示装置６００として、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等を利用できる。なお、被検体情報の表示にあたっては、表示装置６００または情報処理装置５００において画質補正や輝度調整などの画像処理を行った上で表示することもできる。表示装置６００は、本発明の被検体情報取得装置と一体として提供されてもよ
いし、被検体情報取得装置とは別のものであっても良い。
【００４３】
（変形例）
図１（ｂ）は、本発明を適用できる被検体情報取得装置の別形態を示す。図１（ａ）と同じブロックには同じ符号を付す。また、情報処理装置５００の内部構成は省略する。図１（ｂ）における音響波検出器４００は、お椀状の支持体と、支持体の内周面に配置された複数の素子４１０から構成される。また、お椀状の支持体の底部には、照射光学系２００が配置されている。このような構成により、被検体３００から発生する光音響波を多方向から受信できるので、再構成画像の画質が向上する。なお、お椀状の支持体を移動させる走査機構を設けて広い範囲を撮像可能とすることも好ましい。
【００４４】
（被検体情報取得方法の処理フロー）
次に、図２を参照しつつ、本実施形態の処理フローを説明する。
ステップＳ２０１において、第１の波長λ１、第２の波長λ２それぞれで光音響測定が行われ、それぞれの波長について検出信号が取得される。すなわち、光源１００から発せられた第１の波長の光１１０は、照射光学系２００を介して照射光２１０として被検体３００に照射される。被検体３００内の光吸収体３１０は、照射光２１０を吸収して光音響波３１１を発生させる。
【００４５】
音響波検出器４００は、光音響波を検出して第１の信号としての電気信号に変換する。同様に、音響波検出器４００は、第２の波長の照射光２１０が被検体３００に照射されることにより発生した光音響波３１１を検出して、第２の信号としての電気信号に変換する。信号取得装置４２０によりデジタル信号に変換された第１および第２の波長それぞれに対応する検出信号は、記憶装置に保存される。
【００４６】
ステップＳ２０２において、情報処理装置５００の再構成処理部５２０は、λ１、λ２それぞれで被検体内部の初期音圧分布を再構成する。すなわち情報処理装置５００は、第１の信号および第２の信号のそれぞれに基づき、第１の波長に由来する第１の初期音圧分布および第２の波長に由来する第２の初期音圧分布を取得する。
【００４７】
ステップＳ２０３において、情報処理装置５００の再構成処理部５２０は、被検体内部の光量が一様だと仮定して、λ１、λ２それぞれで簡易的な吸収係数分布を生成する。すなわち式（１）を用いて、吸収や散乱の影響を考慮せずにμａの分布を算出する。このときの、被検体表面を照射するときの、被検体表面における光量を第１の光量と呼ぶ場合があり、第１の光量に基づいて規定される、被検体内で光量が一様だと仮定したときの光量分布を第１の光量分布と呼ぶ場合がある。一方、第１の光量と、被検体内部の有効減衰係数とを用いて決定される、高精度な光量分布のことを、第２の光量分布と呼ぶ場合がある。
【００４８】
ステップＳ２０４において、情報処理装置５００の酸素飽和度取得部５４０は、ステップＳ２０３で簡易的に求められた各波長における吸収係数分布に基づき、式（４）を用いて酸素飽和度分布を生成する。ここで取得された酸素飽和度分布は、光量が一様という仮定の上で値が算出された、簡易的な酸素飽和度分布である。これは、第１の酸素飽和度分布とも呼ばれる。
【００４９】
（光量と酸素飽和度値の関係）
ここで、被検体表面に照射された光の被検体内部における挙動について検討する。光が散乱体の中を進むときの光量は、一次元のモデルを仮定すると以下の式（５）で表すことができる。
Φ（d）＝Φ０・ｅｘｐ（−μｅｆｆ・ｄ）      …（５）
【００５０】
Φ０は散乱体への入射光量、μｅｆｆは散乱体の有効減衰係数、ｄは光の進んだ距離である。ここで、式（５）のモデルの三次元への拡張を考える。また、被検体の表面をｘｙ方向に広がる略平面とみなすと、ｚ方向は深さ方向である。図１のように、光が被検体に略垂直に照射される場合、ｚ方向は光の照射方向に略一致し、光照射面からの距離を示す。このとき、被検体内の光量分布Φ（ｘ，ｙ，ｚ）を厳密に計算するには、例えば特許文献１で言及されているように、モンテカルロ法や有限要素法を用いる必要がある。しかしながら、被検体の表面（すなわち、ｚ＝０）における光量分布Φ（ｘ，ｙ，０）は、フォトダイオードやＣＣＤカメラ等で容易に測定可能である。また照射光学系２００の光線追跡の結果から、表面光量分布を精度よく計算することも可能である。
【００５１】
式（１）を用いて被検体表面の吸収係数分布μａ（ｘ，ｙ，０）を導出する手順を考える。初期音圧分布Ｐ０は、バックプロジェクション等の再構成手法により取得される。グルナイゼン係数Γは被検体が決まれば、ほぼ一定の値をとる。被検体表面の光量分布Φ（ｘ，ｙ，０）は上述したように測定もしくは計算で求めることができる。このように初期音圧分布Ｐ０、グルナイゼン係数Γ、被検体表面の光量分布Φ（ｘ，ｙ，０）の情報は全て入手することができるので、被検体表面の吸収係数分布μａ（ｘ，ｙ，０）を正確に決定することができる。
【００５２】
深さｚが十分小さい範囲、すなわち被検体表面の近傍では、ｚ＝０の光量分布Φ（ｘ，ｙ，０）を用いて簡易的に吸収係数分布μａ（ｘ，ｙ，ｚ）を導出しても問題とならない。しかし、被検体深部に進むにつれて、光量分布を正しく見積もった場合の吸収係数値と、簡易的に求めた場合の吸収係数値の間のずれ量が大きくなる。例えば有効減衰係数が０．１［ｍｍ−１］の場合、皮膚表面から０．５ｍｍの範囲であれば、両者のずれ量は５％程度であり、十分小さい。また、血管の酸素飽和度は式（３）に示すように複数の波長で取得した吸収係数分布から算出されるので、吸収係数分布における簡易値と厳密値の間のずれ量が大きくなると、算出される酸素飽和度の実際の値からのずれ量も大きくなる。
【００５３】
被検体表面の近傍とは、上述したように、好ましくは被検体の表面から０．５ｍｍ以内の深さの範囲である。この場合、被検体表面における光の入射した位置から、伝搬距離が０．５ｍｍ以内の領域が、被検体表面の近傍である。ただし、０．５ｍｍには限定されない。許容できる酸素飽和度値のずれ量を設定し、そのずれ量に基づいて、図３を参照して「被検体表面の近傍」を定義しても良い。例えば、ずれ量５％まで許容できる場合、図３における符号Ａで示される、被検体表面からの深さ約９ｍｍの位置（光の入射位置からの光伝搬距離が約９ｍｍの位置）までが、被検体表面の近傍となる。
【００５４】
図３は、深さ方向の光量分布を考慮して求めた、高精度な酸素飽和度７００と、深さ方向に光量分布がないと仮定した場合、すなわち被検体表面の光量分布Φ（ｘ，ｙ，０）を全ての深さに適用して簡易的に求めた酸素飽和度７１０（以下、簡易的な酸素飽和度と呼ぶ）およびそれらの差７２０である（以下、酸素飽和度のずれ量と呼ぶ）。ここで光学定数は人の乳房を仮定して決定しており、波長は７５５ｎｍと７９７ｎｍであり、計算対象は静脈である。図３から分かるように、乳房深部に進むに従いずれ量が大きくなる。一方、表面ではずれ量は０であり、表面近傍ではその差は十分に小さい。
【００５５】
図４は被検体８１０（被検者の乳房）を頭尾方向に見た模式図である。符号８００、８０１はそれぞれ別々の血管を示す。血管８００について見ると、被検体である乳房の表面付近（符号８００ａに対応）においては、簡易的に求めた酸素飽和度値は、光量を厳密に計算してから求めた酸素飽和度値と略一致する（ずれ量が０）。しかし、深さ方向（ｚ方向）の値が大きくなり、被検体深部（例えば、符号８００ｂに対応する位置）に達するに連れてずれ量が拡大する。被検体深部は例えば、被検体の特定位置における物質濃度を求
めるときに、特定位置と交わる、被検体の表面における法線上の、表面からの距離が特定位置よりも大きい位置である。
【００５６】
しかしながら、一般的に酸素の代謝は毛細血管領域で行われるため、ある動静脈血管の乳房表面近傍の酸素飽和度と、その血管の乳房深部の酸素飽和度は略等しい。よって、乳房表面近傍にまで接続が認められる血管８００については、乳房表面（符号８００ａに対応する位置）における酸素飽和度値が正確な値である。従って、表面近傍の酸素飽和度を全ての深さに適用することで、その血管全体について正しい酸素飽和度を表示することができる。血管８００のように、その少なくとも一部が被検体表面の近傍に位置している血管を、第１の血管と呼ぶ。
【００５７】
フローチャートに戻ると、上記の説明は、ステップＳ２０５〜Ｓ２０６に対応する。すなわち、ステップＳ２０５において、情報処理装置５００の血管抽出部５３０は、閾値処理、パターンマッチング、画像認識、あるいは、マウスやタッチパネル等の入力装置を用いたユーザからの指示の受け付け、などの方法によって、被検体表面から深部まで連続する血管８００を抽出する。血管抽出に用いる画像は、第１の波長の光と第２の波長の光のいずれに由来するものであっても良いし、初期音圧分布画像と吸収係数分布画像のいずれを用いても良い。
【００５８】
ステップＳ２０６において、情報処理装置５００の酸素飽和度取得部５４０は、簡易的な酸素飽和度分布から、抽出された血管８００の被検体表面付近における酸素飽和度値を取得して、血管８００全体に適用する。この値を表面酸素飽和度値とも呼び、本実施形態における第１の濃度情報に相当する。
【００５９】
次に、ステップＳ２０７において、図４の血管８０１のように、光音響画像で一部だけが描出されており、被検体表面までは描出されていない血管の酸素飽和度値を取得する。このような、被検体表面の近傍に位置する部分がない血管を、第２の血管とも呼ぶ。このような血管について酸素飽和度値を取得するためには、表面近傍にまで接続している、少なくとも一本の血管について、簡易的にもとめた酸素飽和度の深さ方向の依存性をプロットしておく必要がある。図５の例では、符号９００、９１０に示すように、表面近傍にまで接続が認められる複数の血管について、簡易的に求めた酸素飽和度の深さ方向の依存性をプロットする。それぞれの血管について、得られたプロット点の外挿により作成された直線（９０１、９１１）を示す。
【００６０】
次に、血管８０１の簡易的に求めた酸素飽和度の深さ方向の依存性８０２をプロットする。ここで、酸素飽和度分布における、被検体表面の近傍に一部が位置する血管８００に関する、酸素飽和度値と被検体表面からの距離（光の伝搬距離）との関係を、第１の関係という。また、被検体表面の近傍に一部が位置する部分がない血管８０１に関する、酸素飽和度値と被検体表面からの距離（光の伝搬距離）との関係を、第２の関係という。
【００６１】
続いて、プロットした深さ方向の依存性８０２と、直線９０１，９１１を比較し、血管８０１の酸素飽和度の深さ方向の依存性を最もよく表すものとして、直線９０１を選択する。すなわち酸素飽和度取得部５４０は、第１の関係と第２の関係を直線の傾きなどに基づいて比較して、血管８０１の酸素飽和度値を求めるための情報を取得する。
【００６２】
直線９０１に対応する血管は被検体表面近傍の部分まで描出されているので、表面付近の簡易的な酸素飽和度を取得できる。すなわち、符号９００で示されるプロット列の、表面からの距離ｚ＝０［ｍｍ］の酸素飽和度値を、血管８０１の酸素飽和度値として取得できる。あるいは、符号９００に対応する血管の表面の酸素飽和度と、簡易的に求めた血管８０１の酸素飽和度とのずれ量（８０３）を算出し、このずれ量を補正量として符号８０
２から差し引くことで、符号８０１の酸素飽和度を補正しても良い。血管８０１の正しい酸素飽和度は、図５の符号８０４が示す値となる。
【００６３】
Ｓ２０７によって、被検体表面の近傍まで描出されている血管のみならず、被検体表面までは描出されていない血管についても酸素飽和度値を取得できる。情報処理装置５００は、Ｓ２０７までの処理で得られた、血管領域の酸素飽和度分布に対応する画像データを表示装置６００に出力して、被検体内部の酸素飽和度分布画像として表示してもよい。そのとき、血管領域以外の部分の輝度を低下させるなど、血管領域とそれ以外の領域を区別しやすい表示方法を採用しても良い。このように、表面酸素飽和度値に基づいて決定された血管の全体の酸素飽和度値を、第２の酸素飽和度値と呼び、その分布を第２の酸素飽和度分布と呼ぶ。
【００６４】
以上の工程を行うことにより、モンテカルロ法や有限要素法等の複雑な計算によって光量分布を算出せず、被検体表面の光量分布を取得するだけで、被検体の深部における酸素飽和度分布を精度良く取得できる。
【００６５】
本実施形態では、全ての深さにおいて酸素飽和度の補正を行った。しかし、被検体の表面近傍においては、光量を一様だと仮定して簡易的に求めた酸素飽和度値にもある程度の信頼性があるため、補正を実施する対象領域を、被検体深部だけに限定してもよい。このとき、どの程度の深さ（あるいは、どの程度の光伝搬距離）を境界線とするかは、ユーザが必要とする情報の精度と、簡易的に求めた場合の酸素飽和度値の精度に応じて適宜決定できる。
【００６６】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、血管の種類を考慮して本発明を適用する例について説明する。第１の実施形態と同様の構成・手法については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。以下に記載する処理は、情報処理装置５００の各機能ブロックが、プログラム等の指令に応じて実行する。
【００６７】
図６は本実施形態のＰＡＴ画像である。図６においては、複数の血管（動脈８２１，動脈８２２，静脈８３１，静脈８３２）が、被検体である乳房の表面近傍まで接続している。血管は動脈と静脈に大別される。図６では、動脈８２１，８２２が動脈は酸素飽和度が比較的高い。静脈８３１，８３２は酸素飽和度が比較的低い。
【００６８】
図７は、動脈と静脈それぞれについて、図３の場合と同様の計算条件で算出された、酸素飽和度に関連する値を示すグラフである。酸素飽和度に関連する値としては、以下のものがある。
（ａ）：深さ方向の光量分布を正確に求めた上で算出された、精度の高い酸素飽和度値
（ｂ）：光量分布が一様だと仮定して算出された、簡易的な酸素飽和度値
（ｃ）：（ａ）と（ｂ）の間のずれ量
具体的には、（ａ）には符号８６１（動脈）、符号８６２（静脈）が対応する。また、（ｂ）には符号８６３（動脈）、符号８６４（静脈）が対応する。また、（ｃ）には符号８６５（動脈）、符号８６６（静脈）が対応する。動脈と静脈の間で酸素飽和度のずれ量が異なるのは、主として両者の光学定数が異なることが原因である。
【００６９】
ここで、図８のように、第１の実施形態と同様の手法で、乳房表面近傍にまで接続が認められる血管について、簡易的に求めた酸素飽和度の深さ方向の依存性をプロットする。すると、計算や測定の誤差によりばらつきはあるものの、大きく二つのグループに分類できることが分かる。すなわち、図８上には、動脈８２１および動脈８２２に関するプロット結果を近似する直線８２０と、静脈８３１および静脈８３２に関するプロット結果を近
似する直線８３０と、を引けることが分かる。ここでは、直線８２０および８３０を最小二乗法で決定した。したがって直線８２０は動脈の簡易的な酸素飽和度を表わす直線であり、直線８３０は静脈の簡易的な酸素飽和度を表わす直線だと言える。
【００７０】
次に、これらの直線と乳房表面での酸素飽和度との差（８２３、８３３）をそれぞれ求める。ここで符号８２３は動脈について、符号８３３は静脈についての補正量を表わす直線である。この補正量を、簡易的に求めた酸素飽和度から引くことで正しい酸素飽和度が得られる。
【００７１】
次に、血管の一部だけが描出された複数の血管（図６の８２５、８３５）について述べる。情報処理装置５００は、簡易的に求めた酸素飽和度を、同じ深さで血管同士の間で比較する。一般的に、動脈と静脈の酸素飽和度はそれぞれ９８％程度、７５％程度であり、十分大きな差があるため、同じ深さで簡易的に求めた酸素飽和度を比較することで、動脈と静脈の二つのグループに分けることができる。よって、簡易的に求めた酸素飽和度の高い血管が動脈、酸素飽和度の低い血管が静脈である。
【００７２】
動静脈それぞれにつき、補正量８２３および８３３を簡易的に求めた酸素飽和度から引くことで、正しい酸素飽和度を取得できる。なお、簡易的に求めた酸素飽和度を血管同士で比較しても大きな差が無い場合は、双方の血管が同じ種類である可能性がある。その場合、簡易的な酸素飽和度値から動脈と静脈のいずれであるかを推定して、補正にもちいる値を決定しても良い。
【００７３】
本実施形態の手法によれば、動脈と静脈を区別してそれぞれの種別に適した補正を行うことができるので、より精度の高い酸素飽和度分布を取得できる。
【００７４】
＜第３の実施形態＞
上記第１および第２の実施形態では、被検者ごとに得られた、簡易的に求めた酸素飽和度に基づいて、酸素飽和度値の補正量を求めた。本実施例では、患者の属性に基づき、簡易的な酸素飽和度値の、高精度な酸素飽和度とのずれ量を決定し、補正を実施する。補正情報（補正テーブルまたは補正式）は、本実施形態における第１の濃度情報に当たる。補正情報は、被検体表面での第１の光量に基づいて作成される仮定的かつ一様な第１の光量分布から求められた第１の酸素飽和度分布と、精度の高い第２の光量分布から求められた、第３の酸素飽和度分布とに基づいて作成される。被検者の属性に応じて選択された補正情報が、その被検者の第１の酸素飽和度分布に適用されることで、表示用の第２の酸素飽和度分布が生成される。
【００７５】
（ａ：補正テーブル作成工程）
図９は、補正テーブル作成工程および各被検者の酸素飽和度導出工程を示すフロー図である。工程（ａ）は、実際の光音響測定よりも前に行われることを想定しているが、ある光音響測定のときに行われても良い。工程（ａ）で作成された補正テーブルは、不図示の記憶装置に格納される。
【００７６】
ステップＳ９０１において、被検者属性を決定するパラメータを決定する。ここでは、年齢とＢＭＩ（Ｂｏｄｙ  Ｍａｓｓ  Ｉｎｄｅｘ）を用いる。ただし被検者属性を決定するパラメータはこれらに限らない。例えば、身長、体重、乳房サイズ、人種、既往歴等を、被検者属性を決定するパラメータとしてもよい。
【００７７】
式（５）から明らかなように、光量分布は、散乱体の有効減衰係数μｅｆｆに大きく依存する。ここで、有効減衰係数は、血液や脂肪、水の割合といった乳房を構成する成分比に依存することが知られている。また、乳腺密度や皮膚表面のメラニン量も有効減衰係数
に影響を与える。乳房を構成する成分比は被検者の属性から推定できる。例えば一般的に、乳腺密度は年齢とともに減少し、脂肪に置き換わることが知られているため、被検者の年齢から乳腺密度を推定できる。また、脂肪の割合はＢＭＩで表わすことが可能である。
【００７８】
ステップＳ９０２において、属性の分類を決定する。属性が年齢である場合、分類基準として例えば、２０代およびそれ以下、３０代、４０代以上の３種類を採用できる。また属性がＢＭＩである場合、分類基準として例えば０〜２０、２０〜３０、３０以上の３種類を採用できる。Ｓ９０１〜Ｓ９０２の各ステップは、ユーザが入力装置を用いて情報処理装置に設定することで実施されても良い。
【００７９】
ステップＳ９０３において、情報処理装置５００は、入力された情報に基づいて、被検体である乳房の構成成分の成分比を決定する。すなわち、パラメータと属性分類に基づいて、データベース（不図示）を参照して構成成分比を取得する。
【００８０】
ステップＳ９０４において、情報処理装置５００は、それぞれの構成成分の分類について有効減衰係数μｅｆｆを求める。次に、ステップＳ９０５において、有効減衰係数を用い、乳房の深さ方向の光量分布を考慮した酸素飽和度を計算する。すなわち、構成成分の比率と、各構成成分の有効減衰係数が分かっているので、比率ごとに重みを付けた計算を行うことで、被検体全体の有効減衰係数が算出できる。そして、出射時の想定光量から被検体表面における照射光量を求め、この有効減衰係数を用いてモンテカルロ法などを実施することにより、被検体内の任意の位置での光量を算出できる。複数の光量を想定し、それぞれの光量ごとに演算を行ってもよい。
【００８１】
ステップＳ９０６において、深さ方向に光量分布がないと仮定し、被検体内部が一様な光量分布であることを前提として、簡易的に酸素飽和度を計算する。ステップＳ９０７において、全ての分類について酸素飽和度のずれ量を計算し、補正テーブルを作成して保存する。図１０は分類ごとの酸素飽和度のずれ量、すなわち補正量を表わした補正テーブルの模式図である。なお、補正テーブルではなく補正式として、補正に関する情報を作成しても良い。
【００８２】
なお、有効減衰係数μｅｆｆは時間分解分光法（ＴＲＳ：Ｔｉｍｅ  Ｒｅｓｏｌｖｅｄ
Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）で測定することも可能である。それぞれの分類に合致する被検者の乳房の有効減衰係数μｅｆｆを時間分解分光法で実測し、その実測した有効減衰係数を用いて光量分布を計算することもできる。
【００８３】
（ｂ：各被検者の酸素飽和度導出工程）
工程（ｂ）では、工程（ａ）で作成した補正テーブルを用いて、実際の光音響測定により得られた検出信号に基づく酸素飽和度分布データに対する補正処理が行われる。ステップＳ９０８において、情報処理装置５００は、第１の実施形態と同様に、光音響測定により取得された波長ごとの検出信号に対し、初期音圧分布取得処理と、乳房表面の光量分布Φ（ｘ，ｙ，０）を全ての深さに適用した簡易的な吸収係数分布取得処理と、簡易的な酸素飽和度取得処理が行われる。なお、Ｓ９０８では、Ｓ９０８の直前に実際に行われた光音響測定により得られた検出信号を用いても良いし、工程（ｂ）とは別のタイミングで行われた光音響測定の検出信号を、不図示の記憶装置から読み出して用いても良い。
【００８４】
ステップＳ９０９では、情報処理装置５００が被検者の年齢、ＢＭＩに基づき被検者属性を決定する。被検者属性は、ユーザの入力装置を介した入力に基づいて決定されても良い。あるいは、すでに情報処理装置の記憶装置に被検者の情報が登録されている場合、ユーザはその被検者を識別する情報を入力すれば良い。
【００８５】
ステップＳ９１０では、図１０の補正テーブルから酸素飽和度の補正量を選択する。そしてステップＳ９１１で、選択した補正量を、Ｓ９０８で簡易的に求めた酸素飽和度から差し引くことで、補正処理が実行される。
【００８６】
本実施形態でも、厳密な光量分布の計算をする必要がなく、精度の高い酸素飽和度を得られるという本発明の利点を享受できる。また、被検者の属性ごとに好ましい補正テーブルを参照できる。
【００８７】
なお、上記フローでは被検者の属性から計算により補正テーブルを作成したが、この方法には限られない。例えば、第１の実施形態を十分な数の被検者に適用すると、その被検者ごとに補正データが得られる。この補正データを被検者属性ごとに分類し、補正テーブルを作成することもできる。その際、単純に被検者属性の分類ごとに平均化してもよいし、関数として表わしてもよい。また、過去に同等の属性を持つ被検者に適用した補正量を参照してもよい。
【００８８】
被検者本人について、過去に第１もしくは第２の実施形態に記載の方法で酸素飽和度を取得している場合は、その時の補正量を参照して補正を行ってもよい。
また、本実施形態の手法によれば、被検体全体について補正が行われるので、工程（ｂ）においては血管を抽出する必要がない。
【符号の説明】
【００８９】
５００：情報処理部、５２０：再構成処理部、５４０：酸素飽和度取得部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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