(57)【要約】【課題】  光音響効果を利用した被検体情報取得装置において、システム規模の増大を招くことなく、短時間で多数の受信方向や受信位置での情報を取得可能な、アーチファクトを低減し得る被検体情報取得装置を提供することを目的とする。【解決手段】  所定数のパルス列によって符号化された光パルスを被検体に照射する光源と、光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を受信して電気信号を出力する変換素子を備えるプローブと、変換素子が出力する電気信号を、所定数使用して復号化し、復号化された電気信号に基づいて被検体の特性情報を取得する情報取得手段とを有し、光照射は、前記所定数の光パルス列を照射し終える前に、プローブが備える変換素子と被検体との相対位置を変化させながら行われ、  変換素子と被検体との相対位置の変化の前後において、復号化に使用される電気信号が互いに一部重複させる。【選択図】  図１
2018187474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定数のパルス列によって符号化された光パルスを被検体に照射する光源と、
前記符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を受信して電気信号を出力する変換素子を備えるプローブと、
前記変換素子が出力する電気信号を、前記所定数使用して復号化し、該復号化された電気信号に基づいて前記被検体の特性情報を取得する情報取得手段と、
を有し、
前記光源による符号化された光パルスの照射は、前記所定数の光パルス列を照射し終える前に、前記プローブが備える変換素子と前記被検体との相対位置を変化させながら行われ、
前記情報取得手段による所定数の電気信号を使用した復号化は、
前記変換素子と被検体との相対位置の変化の前後において、復号化に使用される電気信号が互いに一部重複していることを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記プローブを、前記被検体に対して移動させる走査手段を更に備え、該走査手段によって前記プローブが備える変換素子と前記被検体との相対位置を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置
【請求項３】
前記走査手段は、前記光パルスを被検体に照射させる照射位置を、前記被検体に対して移動させることを特徴とする請求項２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記複数の変換素子のうちの一部の変換素子を選択する選択手段を更に備え、該選択手段によって選択される変換素子を切り替えることによって、前記プローブが備える変換素子と前記被検体との相対位置を変化させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記所定数のパルス列によって符号化された光パルスを前記被検体に照射するのに要する時間が、前記符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を前記変換素子で受信するのに要する時間よりも長いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記所定数のパルス列によって符号化された光パルスを前記被検体に照射するのに要する時間が、前記符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を前記変換素子で受信するのに要する時間とほぼ等しいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記走査手段による前記被検体に対する前記プローブの移動速度Ｖと、前記所定数のパルス列によって符号化された光パルスの各光パルスの照射間の時間τＬと、前記走査手段による前記被検体に対する前記プローブの移動方向における前記変換素子の幅Ｄとが、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
Ｖ×τＬ＜＝Ｄ
【請求項８】
前記プローブは前記変換素子を複数備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
前記複数の変換素子は、１次元方向に配列されていることを特徴とする請求項８に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記複数の変換素子は、２次元的に配列されていることを特徴とする請求項８に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記複数の変換素子は、半球面上に配列されていることを特徴とする請求項８に記載の被検体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に光を照射し、被検体内から発生する音響波を検出して、被検体内を画像化する診断装置などの被検体情報取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーなどの光源から生体などの被検体に光を照射し、入射した光に基づいて得られる被検体内の情報を画像化する光イメージング装置の研究が医療分野で積極的に進められている。この光イメージング技術の一つとして、Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ（ＰＡＩ：光音響イメージング）がある。光音響イメージングでは、光源から発生したパルス光を被検体に照射し、被検体内で伝播・拡散したパルス光のエネルギーを吸収した被検体組織から発生した音響波（典型的に超音波である）を検出する。そして、その検出信号に基づき被検体の内部情報をイメージング（画像化）する。
【０００３】
非特許文献１には光照射のタイミングをＰｅｒｉｏｄｉｃ  ａｎｄ  ｕｎｉｐｏｌａｒＭ−ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ（ＰＵＭｓ）に基づいて光照射し、受信した光音響信号を復号化することで受信信号のＳＮ比を向上させる技術が開示されている。また、特許文献１には半導体レーザパルス光源の光を増幅する増幅手段を用いて光照射を行い、光照射のための信号と受信した光音響信号との相関処理を行い、この相関処理を行った信号に基づいて断層像を取得する装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２１００８７号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｈ．  Ｚｈａｎｇ  Ｋ．  Ｋｏｎｄｏ，  Ｍ．  Ｙａｍａｋａｗａ，  Ａｎｄ  Ｔ．  Ｓｈｉｉｎａ：  Ｐｒｏｃ．  ＳＰＩＥ  ８５８１  ＰｈｏｔｏｎｓＰｌｕｓ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ：  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ２０１３，  （２０１３）  ８５８１２Ｙ．
【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、光音響画像の再構成においては、その受信した光音響信号（以下、単に受信信号という）のＳＮ比の改善だけでなく、再構成時に発生するアーチファクトの抑制も重要な課題である。
【０００７】
再構成時に発生するアーチファクトには、光音響波の受信方向や受信位置が不足していることにより生じるアーチファクトも含まれる。このアーチファクトを抑制するためには、光音響波の受信方向や受信位置を増加させる必要があるが、そのためには撮像時間の長時間化や受信素子数の増大にともなうシステム規模の増大などを招き、改善が求められていいた。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑み、システム規模の増大を招くことなく、短時間で多数の受信方向や受信位置での情報を取得可能な、アーチファクトを低減し得る被検体情報取得装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明は、所定数のパルス列によって符号化された光パルスを被検体に照射する光源と、前記符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を受信して電気信号を出力する変換素子を備えるプローブと、前記変換素子が出力する電気信号を、前記所定数使用して復号化し、該復号化された電気信号に基づいて前記被検体の特性情報を取得する情報取得手段と、を有し、前記光源による符号化された光パルスの照射は、前記所定数の光パルス列を照射し終える前に、前記プローブが備える変換素子と前記被検体との相対位置を変化させながら行われ、前記情報取得手段による所定数の電気信号を使用した復号化は、前記変換素子と被検体との相対位置の変化の前後において、復号化に使用される電気信号が互いに一部重複していることを特徴とする被検体情報取得装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アーチファクトを低減した被検体情報取得装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による被検体情報取得装置のシステム概要を示す図
【図２】光パルスの照射タイミングと光照射の動作とを模式的に示した図
【図３】本発明によって得た画像と比較画像との対比を示す図
【図４】本発明の実施の形態の一例を示す図
【図５】本発明の他の実施形態による被検体情報取得装置のシステム概要を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明による被検体情報取得装置のシステム概要を示す図である。本図を用いて本発明の装置の信号の流れを述べ、その後、それぞれの処理について詳細に述べる。
【００１３】
システム制御部００１からの制御信号に従って、符号制御ブロック００２は所定の符号列信号を発生し光源００５へこの符号列信号を入力する。光源００５では入力された符号列信号に従って光パルスを生成する。つまり、光源００５は、所定数のパルス列によって符号化された光パルスを生成する。そしてこの光パルスは光照射手段００９へ入力され、光照射手段００９は被検体０００の所望の位置に対して光パルスを照射する。
【００１４】
被検体０００内部で光パルスは拡散、伝播し、被検体内の吸収体０１２に吸収される。吸収体０１２はその物性値（吸収係数、グルナイゼン係数など）と到達光量とに応じた光音響波を発生する。吸収体０１２から発生した光音響波はプローブである探触子００３が備える変換素子（たとえばピエゾ素子や静電容量型の変換素子）によって電気信号（たとえば電圧信号）に変換され、受信信号として受信回路（受信回路系）００６に入力される。走査手段である移動機構０１３はプローブである探触子００３を支持しており、光パルスが照射され、光音響波を受信している最中に探触子００３の被検体０００に対する相対的な位置を変化させる。受信回路系００６では受信信号である電圧信号を増幅し、デジタル信号に変換する。受信回路系００６から出力されたデジタル信号は復号ブロック００７に入力される。また、復号ブロック００７では符号制御ブロック００２から出力された符号列信号に関する情報も入力される。そして、入力されたデジタル信号と符号列信号に関する情報とを用いて複数の復号処理を実施し、複数の復号後信号を算出し画像生成ブロック００８へ入力する。
【００１５】
画像生成ブロック００８では、入力された複数の復号後信号とシステム制御部００１から入力された受信位置情報を元に画像再構成を行い、被検体内の注目する位置に対応した信号（光音響信号）を取得する。更に、この光音響信号を用いた再構成画像を算出し、画像処理ブロック０１０へと出力する。なお、本実施形態において、複合ブロック００７および画像生成ブロック００８によって、情報取得手段が構成される。画像処理ブロック０１０ではダイナミックレンジの調整やローパスフィルタやエッジ強調処理といった画像フィルタを適宜用いた画像処理を行い作成した画像輝度データを画像表示手段（画像表示系）０１１へと出力する。画像表示系０１１では入力された画像輝度データをシステム制御部００１からの指示に従い表示する。
【００１６】
以上が、本発明による被検体情報取得装置の基本的な構成ならびに信号の流れである。
【００１７】
次に、符号制御ブロック００２の動作について述べる。
【００１８】
符号制御ブロック００２では光源を駆動するための符号列を生成する。符号列としては非特許文献１に記載されているように線形帰還シフトレジスタを用いて生成したＭ系列符号列のうちのマイナス成分を０に置き換えたものを用いる。例えばＭ系列符号列が［１  −１  −１  １  １  １  −１］である場合、符号制御ブロック００２は［１  ０  ０  １  １  １  ０］という符号列（ｂｉｔ列）を作成する。この符号列に従って光源は光パルスを出力する。別途定められるパルス間の時間をτＬとすると、光源は１ｂｉｔ目の１に従い光パルスを照射した後、τＬ時間後は２ｂｉｔ目の０に従い光パルスを照射しない。その後３×τＬ時間後では４ｂｉｔ目の１に従って光パルスを照射する。６×τＬ時間後は７ｂｉｔ目の０に従って光パルスを照射せず、７×τＬ時間後はまた１ｂｉｔ目に従い、光パルスを照射する。このように本システムでは所定数（この場合は７）の符号列を繰り返し用いて光源００５を制御し、パルス光を被検体０００に照射する。図２はこの照射タイミングと光照射の動作とを模式的に示したものである。そしてこの符号化された光パルスの照射は、所定数（上述の例では７）の光パルス列を照射し終える前に、プローブである探触子が備える変換素子と被検体との相対位置を変化させながら行われる。好ましくは、１ｂｉｔ照射ごとに、変換素子と被検体との相対位置が変化するとよいが、これに限らない。
【００１９】
ここで使用される符号列をａｋｉ（ｋ＝１，２，…，ｎ、ｉ＝１，２，…，ｍ）とする。ｎは符号列のｂｉｔ数であり、ｍはその符号列を何回繰り返し連続的に使用したかを意味している。例えば、ａｎ１のτＬ後にはａ１２の符号を用いて光源００５を制御する。
【００２０】
次に復号ブロック００７の動作について述べる。
【００２１】
復号ブロック００７では受信されたデジタル信号に対して復号処理を行う。
【００２２】
先ほどの符号列［１  ０  ０  １  １  １  ０］の場合、［１  −１  −１  １  １  １  −１］を用いて復号化する。つまり、符号化のための符号列数（ここでは７）と同じ数の復号化列（ここでは７）に対応する信号（電気信号）を用いて復号化を行う。換言すると、所定数のパルス列によって符号化された光パルスを被検体に照射した場合、この光照射分によって発生した音響波による信号が、同じ所定数（ここでは７）の復号化列に対応する電気信号を意味し、これを使用して複合化を行う。ここで、それぞれのパルス光の照射後、光音響信号を取得する領域（上述の被検体内の注目する位置）からの光音響波を受信する時間をＴＲ（典型的には光音響信号を取得する領域の中で探触子から一番遠い位置から探触子までの距離を超音波が伝播するのに要する時間）とする。所定数（ここではｎとし、上述の例ではｎ＝７）の符号列に対応した光照射を終了（１番目の光照射から（ｎ−１）×τＬ時間後）後、さらにＴＲの時間だけ受信し続けた信号に対して、上記の復号化列を用いて復号化する。具体的には受信したデジタル信号に対して、パルス光の繰り返し（τＬごと）周期に合わせた復号化列との相関を算出することで復号化を行う。
【００２３】
さらに復号ブロックでは１ｂｉｔ分、つまりτＬだけ遅らせたデジタル信号（２番目の光照射から（ｎ−１）×τＬ＋ＴＲだけの期間に受信した音響波に対応する受信信号をデジタル変換した信号）に対して［−１  −１  １  １  １  −１  １］の符号列を用いて復号処理を行う。この時に光照射に用いる符号列は（ａ２１，ａ３１，…ａｎ１，ａ１２）となっている。つまり、情報取得手段を構成する複合ブロック００７による所定数の電気信号を使用した復号化は、  変換素子と被検体との相対位置の変化の前後において、復号化に使用される電気信号が互いに一部重複しているといえる。なお、所定数の電気信号とは、上述の例では符号列は７ｂｉｔ故、この７ｂｉｔにより照射された光パルスによって発生した分の音響波を変換した電気信号が、所定数の電気信号である。つまり、換言すると、所定数の電気信号を使用した復号化とは、所定数の復号化列に対応する電気信号を使用した復号化と言え、この所定数は、符号化列に対応した数であり、本例では７である。よって、本例では復号化に使用する復号化列の数が、同じ７（所定数）である。そして、上述の例では、プローブである探触子は被検体に対して連続的に走査（移動）させている、つまり１パルス照射ごとに被検体とプローブの相対位置は変化しているので、復号に使用される電気信号は、符号列６ｂｉｔ分（（ａ２１，ａ３１，…ａｎ１）に対応した電気信号が重複しているといえる。このように、本実施形態においては、復号列は光照射に用いる所定数の符号列に対応したものを循環的に用いることで１ｂｉｔ分ずつデジタル信号を復号化できる。
【００２４】
このように復号ブロックでは入力されたデジタル信号に対し、τＬずつずらした復号後信号を算出する。
【００２５】
このような光照射、受信信号の復号化を実施しながら移動機構０１３によって探触子００３の被検体０００に対する相対的な位置を移動する。この結果、τＬずつ時間がずれた復号後信号を複数の場所で取得することが可能となる。ＴＲは被検体の深さによって規定される（例えば１５００ｍ／ｓｅｃの被検体を３０ｍｍ深さで観察するならば２０μｓｅｃ以上）が、τＬは任意に短くすることが可能で、例えば１００ｋＨｚ以上の繰り返し周波数で駆動可能な光源を用いれば１０μｓｅｃ以下である。つまり本発明を用いることで、被検体の観察深度によらず同じ観察時間内であっても多くの場所や方向で信号を受信することが可能となる。このように多くの場所や方向で取得した信号を用いて再構成することで、被検体の特性情報を、よりアーチファクトの少ない画像で提供することが可能となる。また、同じ数の場所や方向からのデータを取得するのに必要な時間を短縮することも可能である。
【００２６】
図３を用いて本発明の効果を説明する。図３は点ターゲットを観察領域内に設置し、その周囲を１つの受信素子（変換素子）が３６０度回転して光音響信号を受信するモデルを用いた再構成結果である。図３（ａ）は本発明を適用した再構成結果である。光照射のパルス間の時間τＬは１μｓｅｃであり、所定数５１１の符号列を用いて光照射を行っている。なお受信素子（変換素子）が３６０度回転する間に所定数の符号列を１２０回繰り返し用いた。つまり６１３２０ｂｉｔ（５１１×１２０）分の符号列を合計で用いており、それらを受信素子（変換素子）の移動とともにτＬずつ復号化して再構成した結果である。最終的には６１３２０方向で受信した信号を用いて再構成したことになる。
【００２７】
図３（ｂ）は光照射のパルス間の時間τＬは同等であるが、受信素子（変換素子）は移動せずに所定数５１１ｂｉｔ分の光パルスの照射と、それによって発生した音響波の受信とを行った後、受信素子（変換素子）を次の位置に移動して光パルスを照射するという制御を行った場合の再構成結果である。なお受信素子（変換素子）の移動量は毎回３度ずつである。合計で用いた符号列の数は図３（ａ）と同等となるが、受信方向が１２０方向となる。
【００２８】
これらの図を比較すると、図３（ｂ）では再構成のアーチファクト（点ターゲットの周囲にひろがる模様）が観察できるが、本発明を用いた図３（ａ）ではそのようなアーチファクトが抑制されているのが分かる。送信した光パルスの数は同等であり、また撮像時間も本発明の方が短い（図３（ｂ）では受信のための時間が余計に必要）が、よりアーチファクトの抑制された画像を提供可能であることが分かる。このように本発明を用いることで、短時間で多数の受信方向や受信位置での情報を取得可能な、アーチファクトを低減した被検体情報取得装置を提供することができる。
【００２９】
なお、図１では光照射の位置は探触子とは別に設け、移動しない図で説明したが、走査手段である移動機構に０１３によって、プローブである探触子の位置が移動するのに合わせて光照射位置を移動させても良く、その場合は注目領域のＳＮ比を高めるなどの効果が得られる。
【００３０】
またさらに、被検体の観察領域内に復号化によるレンジサイドローブが生じるのを抑制するため、所定数の符号列を用いた送信時間（光照射時間であり、本実施の形態ではτＬ×（ｎ−１）に相当）が観察深さに応じた受信時間（本実施の形態ではＴＲに相当）よりも長いことが好ましい。これは換言すると、所定数のパルス列によって符号化された光パルスを被検体に照射するのに要する時間が、符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を変換素子で受信するのに要する時間よりも長いことを意味する。これによって、アーチファクトがより低減できる。
【００３１】
また、所定数の符号列を用いた送信時間（光照射時間）が長期化することで、その間の被検体の変形などの影響を受ける可能性があるため、そのような場合に関しては所定数の符号列を用いた送信時間（光照射時間）を観察深さに応じた受信時間程度（上述のＴＲ程度）にすることが好ましい。これは換言すると、所定数のパルス列によって符号化された光パルスを被検体に照射するのに要する時間が、符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を変換素子で受信するのに要する時間とほぼ等しいことを意味する。これによって、被検体の形状変化、たとえば心拍や呼吸等の体動による画像影響を低減できる。
【００３２】
図４は本発明の別の実施の形態である。
【００３３】
システム概要は図１と同様であるため省略し、異なる部分について説明を行う。
【００３４】
符号制御ブロック００２で生成した符号列に従って光源が光パルスを被検体４００に照射する。リニアアレイ探触子４０１は、受信素子（変換素子）を複数備え、複数の受信素子（変換素子）は１次元方向に配列されており、その配列と直交する方向４０３に移動する。本実施の形態では一度の光照射に対して複数の変換素子で同時に光音響波を受信し復号化処理を実施することが出来る。これら複数の変換素子で音響波を受信し、復号した複数の復号後信号を用いて光音響画像を再構成する処理は先ほどの例と同様である。
【００３５】
ここでリニアアレイ探触子４０１が方向４０３に移動する速度をＶ、配列された変換素子の方向４０３に関する長さをＤとする。先ほど述べたように符号化の１ｂｉｔずつに対応して復号化を行うことで複数の位置で受信した復号後信号を生成できる。例えば本実施の形態において、１ｂｉｔずつ復号処理を行うと、Ｖ×τＬごとの受信位置で受信した復号後信号を得ることが出来る。
【００３６】
ところで、再構成後のアーチファクトの抑制にはより多くの位置や方向での受信が好ましいが、その受信素子（変換素子）の配列として疎（受信素子（変換素子）同士の間に隙間がある）な配列と密（受信素子（変換素子）同士が略接触して並んでいる）な配列とを比較した場合、密な配列ではアーチファクトを低減する効果がより高い。つまり復号後信号を得る受信位置は密な配列と同等以上の密度になることが好ましい。
【００３７】
つまり１ｂｉｔずつの復号処理を行う場合、復号後信号を得る位置であるＶ×τＬが移動方向の素子幅Ｄとほぼ同等か（Ｖ×τＬ≒Ｄ）それ以下（Ｖ×τＬ＜Ｄ）になるように制御するのが好ましい。つまり、Ｖ×τＬ＜＝Ｄであることが好ましい。これは換言すると、走査手段による被検体に対するプローブの移動速度Ｖと、所定数のパルス列によって符号化された光パルスの各光パルスの照射間の時間τＬと、走査手段による被検体に対するプローブの移動方向における変換素子の幅Ｄとが、Ｖ×τＬ＜＝Ｄを満たすことを意味する。なお、この場合は移動速度Ｖを変化させてもよいし、τＬを調整することで制御しても、または両方のパラメータを制御しても構わない。このように制御することで、アーチファクト低減の効果を高く得ることが可能である。
【００３８】
また、ここまでは１ｂｉｔずつの復号処理について述べたが、受信した信号に対して、例えば２ｂｉｔ分、つまり２×τＬだけ遅らせたデジタル信号に対して復号処理を行っても良い。この場合１ｂｉｔずつ復号処理を実施するのと比較して信号処理の規模を低減することが可能である。また、Ｐｂｉｔごとの復号処理を行う場合では、復号後信号を得る位置がＶ×τＬ×Ｐごとになるため、移動方向の素子幅との関係として（Ｖ×τＬ×Ｐ≒Ｄ）もしくは（Ｖ×τＬ×Ｐ＜Ｄ）となるように制御するのが好ましい。
【００３９】
またさらに、光パルス照射を連続的に実施し続けるため、受信データのメモリへの保存速度やその後の処理速度が不足する場合には、設定された全ての領域を取得し終える前にいったん光照射もしくは信号の受信を中止し、メモリへの保存やその後の処理が終了したのち、光照射や信号の受信を再開しても良い。なお、光照射や信号の受信を再開する場合は、中止前の状態との整合性を保つため、探触子の位置をいったん中止した位置よりも前の位置に戻してから再開してもよい。前の位置とは例えば、所定の符号列を送信するのに必要な時間と光音響信号を取得する領域からの光音響波を受信する時間とを加算した時間に相当するだけ探触子を戻した位置である。
【００４０】
図５に本発明の別の実施の形態を示す。
【００４１】
図５は本実施の形態のシステムを概念的に示すものである。図１と異なる部分について説明を行う。
【００４２】
符号制御ブロック００２で生成した符号列に従って光源が光パルスを被検体５００に照射する。複数の受信素子（変換素子）が２次元的に配列された２次元探触子５０１で光音響波を受信する。２次元探触子５０１は選択手段であるセンサ選択回路５０３に接続される。センサ選択回路では２次元探触子５０１のうちの複数の受信素子の電気信号（受信信号）、もしくは複数の受信素子の信号を合成したものを受信回路系００６に送信する。
【００４３】
ここでセンサ選択回路５０３の動作について述べる。センサ選択回路５０３は２次元探触子５０１のうち複数の受信素子を選択する。光照射を実施している間に、列５０１ａに含まれる受信素子群を選択し、次に列５０１ｂに含まれる受信素子群を選択し、それぞれの受信素子群の信号を受信回路系００６へと送信する。このようにセンサ選択回路５０３が動作することで、被検体５００に対する受信素子の位置が相対的に移動したことと等価となり、本発明の効果が得られる。
【００４４】
このような制御を行うことで、２次元探触子の全ての受信素子のデータを同時に受信する必要がなく、システムの処理規模を抑制することができる。また、本発明を用いることで受信のみを実施する時間を省き、光パルス照射を連続的に継続できるため、撮像領域内のデータ取得を短時間で終了することができる。
【００４５】
また、本実施の形態の別の制御方法として、光照射を実施している間に、列５０１ａと列５０１ｂとの受信信号を、列方向と直交する方向に加算したデータを出力し、次に列５０１ｂと列５０１ｃとの受信信号を、列方向と直交する方向に加算したデータを受信回路系００６へ送信するように制御してもよい。このように制御することで列ごとに受信データを選択するよりも受信信号の連続性を高めることができる。また、ここでは２列のデータを加算する例を示したが、２列以上のデータ、また配列方向にも加算してもよく、その場合はそれぞれの受信素子の信号に重みを付けて加算し、その重みを変化させることでより連続性を高めることが可能となる。このように重みで制御した場合、受信位置を素子がある場所そのものではなく、素子の中間の位置と等価にすることが可能であり、より多くの受信位置で受信した信号を生成可能であり、さらにアーチファクトを抑制する効果が得られる。
【００４６】
またここでは、２次元的に受信素子（変換素子）が配列された探触子で説明したが、受信素子（変換素子）が疎に配列された探触子であっても、また受信素子（変換素子）が半球面上に配列された探触子であっても同様の効果を得ることが可能である。また、受信素子を電子的に切り替えるだけでなく、受信素子（変換素子）を備える探触子そのものの移動を組み合わせることでも本発明の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
０００  被検体
００３  探触子
００５  光源
００６  受信回路
００７  復号ブロック
００８  画像生成ブロック
【図１】
2018187474.tif 000003
【図２】
2018187474.tif 000004
【図３】
2018187474.tif 000005
【図４】
2018187474.tif 000006
【図５】
2018187474.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月1日(2018.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対する複数の相対位置の各々で、前記被検体に対して所定数のパルス列によって符号化された光パルスを照射したことにより得られた受信信号を、前記所定数使用して復号化する情報取得手段を有し、
前記符号化された光パルスの照射は、前記所定数の光パルス列を照射し終える前に、前記プローブが備える変換素子と前記被検体との相対位置を変化させながら行われ、
前記情報取得手段は、復号化において、
前記複数の相対位置のうちの隣接する相対位置について、一部重複する受信信号を復号化に使用すること
を特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記光パルスが照射された前記被検体から発せられた音響波を受信するプローブと、
前記プローブを、前記被検体に対して移動させる走査手段と、を更に備え、
該走査手段によって前記プローブが備える変換素子と前記被検体との相対位置を変化させることを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記走査手段は、前記光パルスを被検体に照射させる照射位置を、前記被検体に対して移動させることを特徴とする請求項２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記複数の変換素子のうちの一部の変換素子を選択する選択手段を更に備え、該選択手段によって選択される変換素子を切り替えることによって、前記プローブが備える変換素子と前記被検体との相対位置を変化させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記所定数のパルス列によって符号化された光パルスを前記被検体に照射するのに要する時間が、前記符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を前記変換素子で受信するのに要する時間よりも長いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記所定数のパルス列によって符号化された光パルスを前記被検体に照射するのに要する時間が、前記符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を前記変換素子で受信するのに要する時間とほぼ等しいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記走査手段による前記被検体に対する前記プローブの移動速度Ｖと、前記所定数のパルス列によって符号化された光パルスの各光パルスの照射間の時間τＬと、前記走査手段による前記被検体に対する前記プローブの移動方向における前記変換素子の幅Ｄとが、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
Ｖ×τＬ＜＝Ｄ
【請求項８】
前記プローブは前記変換素子を複数備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
前記複数の変換素子は、１次元方向に配列されていることを特徴とする請求項８に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記複数の変換素子は、２次元的に配列されていることを特徴とする請求項８に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記複数の変換素子は、半球面上に配列されていることを特徴とする請求項８に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
前記情報取得手段は、前記復号化された受信信号に基づいて前記被検体の特性情報を取得することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１３】
前記光パルスを発生する光源と、
前記光源の発光を制御する発光制御部と、をさらに有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１４】
被検体に対する複数の相対位置の各々で、所定数のパルス列によって符号化された光パルスを前記被検体に照射し、
前記符号化された光パルスを照射したことにより得られた受信信号を、前記所定数使用して復号化し、
前記符号化された光パルスの照射は、前記所定数の光パルス列を照射し終える前に、前記プローブが備える変換素子と前記被検体との相対位置を変化させながら行われ、
前記復号化において、前記複数の相対位置のうちの隣接する相対位置について、一部重複する受信信号を復号化に使用すること
を特徴とする被検体情報取得方法。
【請求項１５】
前記光パルスが照射された前記被検体から発せられた音響波を受信するプローブと、前記プローブが備える変換素子と前記被検体との相対位置を変化させることを特徴とする請求項１４に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１６】
前記被検体に対する前記プローブの移動速度Ｖと、前記所定数のパルス列によって符号化された光パルスの各光パルスの照射間の時間τＬと、前記被検体に対する前記プローブの移動方向における前記変換素子の幅Ｄとが、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項１５に記載の被検体情報取得方法。
Ｖ×τＬ＜＝Ｄ
【請求項１７】
前記所定数のパルス列によって符号化された光パルスを前記被検体に照射するのに要する時間が、前記符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を前記変換素子で受信するのに要する時間よりも長いことを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１８】
前記所定数のパルス列によって符号化された光パルスを前記被検体に照射するのに要する時間が、前記符号化された光パルスの照射を受けて被検体から発生する光音響波を前記変換素子で受信するのに要する時間とほぼ等しいことを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１９】
前記情報取得手段は、前記復号化された受信信号に基づいて前記被検体の特性情報を取得することを特徴とする請求項１４から１８のいずれか１項に記載の被検体情報取得方法。