(57)【要約】【課題】演算量を抑え、かつ、精度の高い被検体情報を取得できる被検体情報取得装置を提供する。【解決手段】保持部材を介して被検体から伝搬する音響波を受信して得られる受信信号を取得する信号取得手段と、前記受信信号と、前記被検体内で発生した音響波が素子に入射するまでの遅延時間と、を用いて、前記被検体の特性情報を取得する情報処理部と、を有し、前記情報処理部は、前記被検体に設定された複数の単位領域のそれぞれを、第一または第二のグループに分類し、前記第一のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記単位領域から前記素子までの音響波の伝搬経路における音速を用いて対応する遅延時間を算出し、前記第二のグループに属する単位領域のそれぞれについて、補間処理を行うことにより対応する遅延時間を算出し、前記単位領域が分類されるグループは、前記単位領域から到来し前記素子に入射する音響波の特性に基づいて決定される。【選択図】図１
2018088980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を保持する保持部材を介して前記被検体から伝搬する音響波を素子によって受信して得られる受信信号を取得する信号取得手段と、
前記受信信号と、前記被検体内で発生した音響波が前記素子に入射するまでの遅延時間と、を用いて、前記被検体の特性情報を取得する情報処理部と、を有し、
前記情報処理部は、
前記被検体に設定された複数の単位領域のそれぞれを、第一のグループまたは第二のグループに分類し、
前記第一のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記単位領域から前記素子までの音響波の伝搬経路における音速を用いて、対応する遅延時間を算出し、
前記第二のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記第一のグループに属する単位領域に対して算出された遅延時間を用いて補間処理を行うことにより、対応する遅延時間を算出し、
前記単位領域が分類されるグループは、前記単位領域から到来し前記素子に入射する音響波の特性に基づいて決定される
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記情報処理部は、所定のパターンと、前記単位領域から到来し前記素子に入射する音響波の特性と、に基づいて、前記複数の単位領域のそれぞれを第一のグループまたは第二のグループに分類する
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】
前記情報処理部は、前記素子に入射する音響波の波種別に関する条件が所定の条件を満たす単位領域については、前記所定のパターンにかかわらず、当該単位領域を第一のグループに分類する
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】
前記所定の条件を満たす単位領域は、前記素子に入射する音響波の波種別が切り替わる境界に存在する単位領域である
ことを特徴とする、請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記所定の条件を満たす単位領域は、前記素子に入射する音響波の波種別が切り替わる境界から所定の距離以内に存在する単位領域である
ことを特徴とする、請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記波種別は、縦波または横波のいずれかである
ことを特徴とする、請求項３から５のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記所定のパターンは、所定の数ごとの繰り返しパターンであり、前記所定の数は装置の利用者によって入力される
ことを特徴とする、請求項２から６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記所定の数として、前記被検体内の二つ以上の領域に対してそれぞれ異なる値が設定される
ことを特徴とする、請求項７に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
前記被検体に光を照射する光源をさらに有し、
前記音響波は、前記被検体から発生した光音響波である
ことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記音響波は、前記被検体内で反射したエコー波である
ことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記被検体を保持する保持部材をさらに含み、
前記信号取得手段は、前記被検体から前記保持部材を介して伝搬する音響波を受信して受信信号に変換する前記素子を有する
ことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
被検体から伝搬する音響波を素子が受信することにより得られる受信信号を用いて、前記被検体の特性情報を取得する被検体情報取得方法であって、
前記被検体に設定された複数の単位領域のそれぞれを、第一のグループまたは第二のグループに分類する分類ステップと、
前記第一のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記単位領域から前記素子までの音響波の伝搬経路における音速を用いて、対応する遅延時間を算出するステップと、
前記第二のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記第一のグループに属する単位領域に対して算出された遅延時間を用いて補間処理を行うことにより、対応する遅延時間を算出するステップと、
前記算出した遅延時間を用いて、前記受信信号から処理対象の信号を抽出することで、前記被検体の特性情報を取得するステップと、を含み、
前記単位領域が分類されるグループは、前記単位領域から到来し前記素子に入射する音響波の特性に基づいて決定される
ことを特徴とする被検体情報取得方法。
【請求項１３】
被検体内における特性情報を、前記被検体から発生する音響波を素子が受信することによって得られた受信信号と、前記被検体内で発生した音響波が前記素子に入射するまでの遅延時間と、を用いて取得する情報処理装置であって、
前記被検体に設定された複数の単位領域のそれぞれを、第一のグループまたは第二のグループに分類する分類手段と、
前記第一のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記単位領域から前記素子までの音響波の伝搬経路における音速を用いて、対応する遅延時間を算出する第一の算出手段と、
前記第二のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記第一の算出手段が取得した遅延時間を用いて補間処理を行うことにより、対応する遅延時間を算出する第二の算出手段と、
前記算出した遅延時間を用いて、前記受信信号から処理対象の信号を抽出することで、前記被検体の特性情報を取得する取得手段と、を有し、
前記単位領域が分類されるグループは、前記単位領域から到来し前記素子に入射する音響波の特性に基づいて決定される
ことを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内の情報を取得する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野などで、生体などの被検体から伝搬してくる音響波を受信して解析することで被検体の特性情報を取得する技術が開発されている。例えば、被検体に光が照射されたときに発生する光音響波に基づいて、被検体の光学特性を求める光音響装置などが知られている。
【０００３】
音響波を用いた被検体情報取得装置において、被検体と音響波検出器との間に、被検体内の音速とは異なる音速を有する部材（例えば被検体を保持する部材や、音響波の伝播経路上の音響インピーダンスを整合させるための部材など）を配置する場合がある。このような場合に、スネルの法則によって音響波の伝搬経路を算出し、その伝搬経路から遅延時間を算出したうえで、屈折による伝播経路長の変化を補正する技術が存在する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、遅延時間を算出するためには、反復法の一種である二分法のような数値解析を用いる必要がある。また、反復処理を伴う数値解析を、複数の音源に対して計算すると計算量が膨大になる。その結果、処理時間の長期化、あるいは装置規模やコストの増大などを招き、実用性の面で問題となるおそれがある。特に、解像度向上のために単位領域（ピクセルやボクセル）を細かくしたり、音響波検出器の素子数を増やしたりすると、計算量が著しく増大してしまう。
【０００６】
一方、計算量を減少させるために、数値解析処理を数ピクセルおきに間引いて実行し、間引いたピクセルに対しては、周辺ピクセルの数値解析結果を用いて補間することが考えられる。しかし、ピクセルによっては、画質の劣化が生じやすい位置が存在し、そのような位置を考慮せずに機械的に補間を行うと、所望の精度が得られなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、演算量を抑え、かつ、精度の高い被検体情報を取得できる被検体情報取得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】
本発明に係る被検体情報取得装置は、
被検体を保持する保持部材を介して前記被検体から伝搬する音響波を素子によって受信して得られる受信信号を取得する信号取得手段と、前記受信信号と、前記被検体内で発生した音響波が前記素子に入射するまでの遅延時間と、を用いて、前記被検体の特性情報を取得する情報処理部と、を有し、前記情報処理部は、前記被検体に設定された複数の単位領域のそれぞれを、第一のグループまたは第二のグループに分類し、前記第一のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記単位領域から前記素子までの音響波の伝搬経路における音速を用いて、対応する遅延時間を算出し、前記第二のグループに属する単位
領域のそれぞれについて、前記第一のグループに属する単位領域に対して算出された遅延時間を用いて補間処理を行うことにより、対応する遅延時間を算出し、前記単位領域が分類されるグループは、前記単位領域から到来し前記素子に入射する音響波の特性に基づいて決定されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る被検体情報取得方法は、
被検体から伝搬する音響波を素子が受信することにより得られる受信信号を用いて、前記被検体の特性情報を取得する被検体情報取得方法であって、前記被検体に設定された複数の単位領域のそれぞれを、第一のグループまたは第二のグループに分類する分類ステップと、前記第一のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記単位領域から前記素子までの音響波の伝搬経路における音速を用いて、対応する遅延時間を算出するステップと、前記第二のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記第一のグループに属する単位領域に対して算出された遅延時間を用いて補間処理を行うことにより、対応する遅延時間を算出するステップと、前記算出した遅延時間を用いて、前記受信信号から処理対象の信号を抽出することで、前記被検体の特性情報を取得するステップと、を含み、前記単位領域が分類されるグループは、前記単位領域から到来し前記素子に入射する音響波の特性に基づいて決定されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る情報処理装置は、
被検体内における特性情報を、前記被検体から発生する音響波を素子が受信することによって得られた受信信号と、前記被検体内で発生した音響波が前記素子に入射するまでの遅延時間と、を用いて取得する情報処理装置であって、前記被検体に設定された複数の単位領域のそれぞれを、第一のグループまたは第二のグループに分類する分類手段と、前記第一のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記単位領域から前記素子までの音響波の伝搬経路における音速を用いて、対応する遅延時間を算出する第一の算出手段と、前記第二のグループに属する単位領域のそれぞれについて、前記第一の算出手段が取得した遅延時間を用いて補間処理を行うことにより、対応する遅延時間を算出する第二の算出手段と、前記算出した遅延時間を用いて、前記受信信号から処理対象の信号を抽出することで、前記被検体の特性情報を取得する取得手段と、を有し、前記単位領域が分類されるグループは、前記単位領域から到来し前記素子に入射する音響波の特性に基づいて決定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、演算量を抑え、かつ、精度の高い被検体情報を取得できる被検体情報取得装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一の実施形態に係る被検体情報取得装置の構成を示す機能ブロック図。
【図２】被検体情報を取得する処理を表したフローチャート図。
【図３】ステップＳ１５１で実行される処理を表したフローチャート図。
【図４】被検体における単位領域（ピクセル）を表した図。
【図５】第一の実施形態におけるピクセル列の処理結果を説明する図。
【図６】ステップＳ１５２で実行される処理を表したフローチャート図。
【図７】第二の実施形態に係る被検体情報取得装置の構成を示す機能ブロック図。
【図８】第二の実施形態における領域の分割を説明する図。
【図９】第二の実施形態にて実行される処理を表したフローチャート図。
【図１０】第二の実施形態におけるピクセル列の処理結果を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
本発明は、被検体から伝播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記憶媒体や、情報処理装置としても捉えられる。
【００１５】
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装置を含む。この場合、特性情報とは、光音響波を受信することにより得られ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。
【００１６】
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率を反映した値である。例えば、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、組織を構成する物質の濃度を含む。また、物質濃度として酸化ヘモグロビン濃度と還元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、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。
【００１７】
本発明に係る被検体情報取得装置には、被検体に超音波を送信し、被検体内部で反射した反射波（エコー波）を受信して、被検体情報を画像データとして取得する超音波エコー技術を利用した装置を含む。この場合、取得される被検体情報とは、被検体内部の組織の音響インピーダンスの違いを反映した情報である。
【００１８】
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。
【００１９】
本明細書における音響波とは、典型的には超音波であり、音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。探触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には、それらの弾性波の波長を限定する意図はない。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。超音波エコーに由来する電気信号を超音波信号とも呼ぶ。
【００２０】
（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態に係る被検体情報取得装置の構成を示す機能ブロック図である。図１（Ａ）を用いて装置の全体構成を説明する。第一の実施形態に係る被検体情報取得装置は光音響装置であり、情報処理部１００、探触子１１０、保持部材１２０、信号処理部１３０、光源１４０、走査部１５０、表示部１６０を有している。探触子１１０は、光源１４０において発生した光を被検体（例えば乳房など生体の一部）に照射する照射部１１４と、被検体内部の光吸収体から光音響効果により発生した光音響波を受信して電気信号に変換する素子１１２を含む。
本発明に係る被検体情報取得装置の測定対象として、乳房などの生体の一部が想定されるが、測定対象は、校正用ファントムや、その他の対象物であってもよい。
【００２１】
図１（Ｂ）は、情報処理部１００の詳細を示す。情報処理部１００は、被検体の関心領域に設定された単位領域（ピクセルまたはボクセル。本実施形態ではピクセルとする）ごとに画像再構成を行って、被検体の光学特性を示す情報を取得し、被検体内部における特性情報分布を示す画像データを生成する手段である。すなわち、関心領域は、特性情報が取得される全計算領域を構成する。
情報処理部１００は、間引き可否決定部１０１、間引きパターン決定部１０２、遅延時間算出部１０３、画像再構成処理部１０４を含んで構成される。なお、以下の例では、単位領域としてピクセルを想定するが、３次元画像を再構成する場合、ボクセルを単位領域としてもよい。
【００２２】
情報処理部１００は、ＣＰＵ、主記憶装置、補助記憶装置を有する情報処理装置として構成することができる。補助記憶装置に記憶されたプログラムが主記憶装置にロードされ、ＣＰＵによって実行されることで、図１に図示した各手段が機能する。なお、図示した機能の全部または一部は、専用に設計された回路（半導体集積回路など）を用いて実行されてもよい。
【００２３】
被検体内から到来する音響波を解析することで被検体の特性情報を取得する装置においては、発生した音響波が素子に到達するまでの遅延時間を算出する必要がある。遅延時間は、ピクセルから対象素子への伝搬経路や、部材間の屈折もしくは反射の程度、各部材内の音速等に基づく演算によって求めることができる。
【００２４】
本実施形態に係る被検体情報取得装置は、処理対象のピクセルについて、遅延時間を数値解析によって算出するピクセルであるか、数値解析の結果を用いて補間によって算出するピクセルであるかを決定したうえで、異なる処理によって遅延時間を取得する。
【００２５】
以下、数値解析によって遅延時間を算出するピクセルを数値解析対象ピクセルと称する。また、数値解析の結果を用いて補間によって遅延時間を算出するピクセルを補間対象ピクセルと称する。数値解析対象ピクセルの集合が、本発明における第一のグループであり、補間対象ピクセルの集合が、本発明における第二のグループである。
なお、以下の説明において、遅延時間を、数値解析ではなく補間による近似処理で決定することを「間引き」と称する。本明細書では、情報の補間が可能なピクセルのことを、「間引き可能ピクセル」と称する。また、補間対象としてはいけないピクセルのことを「間引き不可ピクセル」と称する。
【００２６】
間引き可否決定部１０１は、処理対象のピクセルについて、間引き不可ピクセルであるか否かを決定する手段である。ピクセルの性質によっては、取得した被検体情報の精度が低下しやすいピクセルが存在し、このようなピクセルに対して間引きを実施すると、十分な精度の被検体情報が得られないおそれがある。そこで、本実施形態に係る被検体情報取得装置は、間引き可否決定部１０１がこのようなピクセルを判定することで、精度の低下を防止する。判定結果は、間引きパターン決定部１０２に送信される。
【００２７】
間引きパターン決定部１０２は、所定の間引きパターンに加え、間引き可否決定部１０１が決定した、間引き不可ピクセルに関する情報を用いて、数値解析対象ピクセルと、補間対象ピクセルを決定する手段である。
なお、本実施形態では、所定の間引きパターンとして、２次元領域において複数のライン状のピクセル群を等間隔に選択するパターンを用いるが、これ以外のパターンを用いてもよい。例えば、ｎピクセル（ｎは１以上の整数）おきに間引いてもよい。
なお、装置が保持している間引きパターンはデフォルトのパターンである。各ピクセルの特徴によっては、補間対象とされたピクセルについても、間引き不可ピクセルと判定さ
れ、数値解析の対象となる場合がある。
間引き可否決定部１０１および間引きパターン決定部１０２が、本発明における分類手段である。
【００２８】
遅延時間算出部１０３は、各ピクセルに適用する遅延時間を算出する手段である。遅延時間とは、あるピクセルで発生した音響波が、ある素子まで到達するのに要する時間のことを指す。被検体情報を精度よく取得するためには、発生した音響波が素子に到着する時刻を精度よく推定する必要があるため、遅延時間の算出精度は、被検体情報の精度に直結する。
遅延時間は、音響波の伝播経路に存在する媒質の種類（例えば被検体、保持部材、音響整合材など）と、各媒質の音速に基づいて算出される。なお、走査により探触子と被検体の相対位置が変化する場合であっても、ピクセルと素子の位置関係に応じて、遅延時間を複数の素子に適用できる。
【００２９】
遅延時間算出部１０３は、数値解析対象であるピクセルのそれぞれについて、遅延時間を算出する。さらに、遅延時間算出部１０３は、補間対象であるピクセルのそれぞれについて、数値解析対象ピクセルに対して算出された遅延時間を用いた補間処理によって、遅延時間を算出する。すなわち、遅延時間算出部１０３は、本発明における第一の算出手段と第二の算出手段を兼ねている。
【００３０】
画像再構成処理部１０４は、素子１１２および信号処理部１３０によって受信および処理された信号から、遅延時間算出部１０３にて算出した遅延時間を用いて処理対象の信号を抽出し、画像の再構成処理を行う手段である。画像再構成処理部は、本発明における取得手段に相当する。
【００３１】
図１（Ａ）に戻り、他の構成要素を説明する。
素子１１２は、被検体の内部から到来する音響波を受信して、電気信号に生成する手段である。音響波検出素子は、音響波検出器、音響波受信器、トランスデューサとも呼ばれる。
生体から発生する音響波は、１００ＫＨｚから１００ＭＨｚの超音波であるため、素子１１２には、上記の周波数帯を受信できる素子を用いる。具体的には、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用いることができる。
【００３２】
また、素子１１２には、感度が高く、周波数帯域が広いものを用いることが望ましい。具体的にはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などを用いた圧電素子、ＣＭＵＴ（容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ）、ファブリペロー干渉計を用いたものなどが挙げられる。ただし、ここに挙げたものだけに限定されず、探触子としての機能を満たすものであれば、どのようなものであってもよい。
【００３３】
探触子１１０は、複数の素子１１２を１次元または２次元に配列した探触子である。複数の素子を配列することで、測定時間短縮やＳＮ比向上という効果が得られる。探触子１１０として、半球状またはお椀状などの部材を用いると、各素子１１２の受信感度の高い方向（指向軸）が集まる高感度領域を形成できる。その結果、コントラストの良い画像を生成できる。その場合、後述する保持部材１２０としてカップ形状の部材を用いると良い。また、探触子１１０として、ハンドヘルド型の筺体を利用してもよい。
また、探触子１１０には、後述する光源１４０で発生した光を被検体に照射するための光学系（照射部１１４）が内蔵されている。
【００３４】
信号処理部１３０は、アナログ電気信号をデジタル化するＡＤ変換回路、増幅回路など
を含む。これらはＦＰＧＡやＡＳＩＣなどで構成された処理回路により実現できる。
探触子１１０および信号処理部１３０が、本発明における信号取得手段である。
【００３５】
光源１４０は、被検体に照射する光を発生させる装置である。光源は、大出力を得るためレーザ光源であることが望ましいが、レーザの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプ等を用いることもできる。光源としてレーザを用いる場合、固体レーザ、ガスレーザ、色素レーザ、半導体レーザなど様々なものが使用できる。照射のタイミング、波形、強度等は、不図示の制御部によって制御される。
また、パルス光の波長は、被検体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される特定の波長であって、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。具体的には、被検体が生体である場合、６００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下であることが望ましい。
また、光音響波を効果的に発生させるためには、被検体の熱特性に応じて十分短い時間に光を照射させなければならない。被検体が生体である場合、光源から発生するパルス光のパルス幅は１０から５０ナノ秒程度であることが好ましい。また、複数の波長の光を用いることで、酸素飽和度などの物質濃度関連情報を取得できる。
【００３６】
保持部材１２０は、被検体を保持するための部材である。保持部材１２０により被検体を保持することにより、測定時における被検体（例えば乳房）の形状を安定させることができる。
保持部材１２０には、被検体との接触面における音響波の反射を抑えるため、被検体と音響インピーダンスが近い材料を用いることが好ましく、また、厚みを薄くすることが好ましい。さらに、光音響装置においては、保持部材１２０を介して被検体に光が照射されるため、光の透過率が高く（好ましくは９０％以上）、剛性の高い材料を用いることが好ましい。このような材料として、例えば、ポリメチルペンテンや、ポリエチレンテレフタレート等がある。
また、保持部材１２０と被検体の間には、音響インピーダンスをマッチングさせる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、ひまし油、超音波ジェルなどが好適である。また、保持部材１２０と素子１１２の間に空間がある場合は、そこにも音響整合材を配置するとよい。音響整合材を用いる場合も、各部材の音速を考慮して音響波の伝搬経路や遅延時間を算出する点は変わらない。
【００３７】
走査部１５０は、被検体と探触子の相対位置を変化させる手段である。走査部１５０を用いることで、より広い領域に対して測定が行えるようになる。走査部１５０には、位置決め機構や動力機構を備えたＸＹステージなどが利用できる。
表示部１６０は、画像再構成により生成された画像データを表示する手段である。表示部１６０は、本実施形態に係る被検体情報取得装置とは別に提供されてもよい。
【００３８】
次に、図２を用いて基本的な処理フローを述べる。図２（Ａ）は、被検体情報を取得する処理を表した全体フローチャートである。
まず、ステップＳ１１０で、技師が被検体を所定の位置にセットする。例えば乳房をカップ状の保持部材１２０に収納する。次に、ステップＳ１２０で、光源１４０から被検体に光を照射する。ステップＳ１３０では、各素子１１２が、被検体から発生した光音響波を受信して電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部１３０によるデジタル化や増幅を経て、不図示のメモリ（記憶手段）に順次保存される。
【００３９】
上記の処理は、走査によって所定の関心領域におけるデータ取得が完了するまで続けられる（ステップＳ１４０）。ステップＳ１５０では、後に詳述する情報取得処理が行われ、被検体内部の特性情報を示す画像が生成される。
そして、ステップＳ１６０で、生成された画像が表示部１６０に表示される。
【００４０】
図２（Ｂ）は、ステップＳ１５０で実行される処理を詳細に説明するフローチャートである。
【００４１】
まず、ステップＳ１５１にて、間引き可否決定部１０１が、ピクセルごとの間引きの可否を判定する。ここで、ピクセルごとの間引きの可否を判定する詳細な方法について説明する。図３は、ステップＳ１５１で実行される処理を詳細に説明するフローチャートである。
【００４２】
以下に説明するステップ（ステップＳ１５１１〜Ｓ１５１８）は、全てのピクセルに対して処理が完了するまで繰り返し実行される。ここでは、ｉ番目のピクセルを処理対象として説明する。
【００４３】
まず、ステップＳ１５１１で、処理対象であるピクセルの主成分波種別（すなわち、縦波であるか横波であるか）を特定する。ここで特定した波種別をαとする。
次に、ステップＳ１５１２で、処理対象であるピクセルに隣接するピクセル（ｉ＋１番目のピクセル）の主成分波種別を特定する。ここで特定した波種別をβとする。
なお、波種別の特定は、各ピクセルと探触子がなす入射角に応じて決定することができる。特に保持部材が固体の場合、被検体から保持部材を介して伝搬する音響波は、縦波と横波の臨界角の違いに基づき、入射角に応じて異なる反射や屈折特性を示す。典型的には、音響波の保持部材への入射角が臨界角以上である場合に、波種別を横波とすることができる。なお、波種別の特定は、任意の方法で行えばよい。
【００４４】
ステップＳ１５１３では、特定された波種別αおよびβが一致するか否かを判定する。ここで、αとβが一致した場合、処理はステップＳ１５１４へ遷移し、αとβが一致しない場合、処理はステップＳ１５１６へ進む。
【００４５】
ステップＳ１５１３にて、αとβが一致した場合、処理対象のピクセル（すなわちｉ番目のピクセル）を、間引き可能ピクセルとする（ステップＳ１５１４）。
次に、ステップＳ１５１５にてｉがインクリメントされ、次のピクセルへ処理が移る。
【００４６】
ステップＳ１５１３にて、αとβが一致しなかった場合、処理対象のピクセルを、間引き不可ピクセルとする（ステップＳ１５１６）。また、隣接するピクセル（ｉ＋１番目のピクセル）も、同様に間引き不可ピクセルとする（ステップＳ１５１７）。
次に、ステップＳ１５１８にてｉが２だけ加算され、次のピクセルへ処理が移る。
【００４７】
以上に説明した処理が、全てのピクセルを処理するまで繰り返し実行される。
なお、本例では、縦波と横波が切り替わる境界となる２つのピクセルを、間引き不可ピクセルとしたが、境界から所定の距離以内に存在する数ピクセルを間引き不可ピクセルとしてもよい。また、本例では、ピクセルの配置方向に切り替わる境界を間引き不可ピクセルとしたが、ピクセルの配置方向以外の方向についても切り替わる境界を判定してもよい。また、複数の方向について切り替わる境界を判定してもよい。
【００４８】
図４は、被検体における単位領域（ピクセル）を表した図である。本例では、ピクセル４０１〜４０６，４１０が、縦波が発生するピクセルであるものとし、ピクセル４０７〜４０９が、横波が発生するピクセルであるものとする。
ここで、図４に示した領域のうち、最上段のピクセル列（ピクセル４０１〜４１０）に注目して説明する。図３に示した処理（ステップＳ１５１）を実行すると、図５（Ａ）に示したように、ピクセル４０１〜４０５，４０８が間引き可能ピクセルとして設定され、ピクセル４０６，４０７，４０９が間引き不可ピクセルとして設定される。
【００４９】
図２（Ｂ）に戻り、説明を続ける。
次に、ステップＳ１５２で、間引きパターン決定部１０２が間引きパターンを決定する。ここで、間引きパターンを決定する詳細な方法について説明する。図６は、ステップＳ１５２で実行される処理を詳細に説明するフローチャートである。
【００５０】
以下に説明するステップ（ステップＳ１５２１〜Ｓ１５２６）は、全てのピクセルに対して処理を行うまで繰り返し実行される。ここでは、ｊ番目のピクセルを処理対象として説明する。なお、本実施形態における間引き間隔値ｄとは、間引きを行う間隔を表す固定値である。例えば、ｄ＝３である場合、連続する３ピクセルのうち、中間の１ピクセルが間引き対象となる。また、ｄ＝５である場合、連続する５ピクセルのうち、中間の３ピクセルが間引き対象となる。
【００５１】
まず、ステップＳ１５２１で、処理対象のピクセルが間引き可能ピクセルであるか否かを判定する。処理対象のピクセルが間引き可能ピクセルである場合、処理はステップＳ１５２２へ遷移する。一方、処理対象のピクセルが間引き不可ピクセルである場合、処理は終了し、次ピクセルの処理に移る。
【００５２】
次に、ステップＳ１５２２で、処理対象ピクセルに対応する間引き間隔値ｄを取得する。第一の実施形態では、間引き間隔値ｄは全ピクセルを通して同一であり、本例では、ｄ＝３であるものとして以降の説明を行う。
【００５３】
次に、ステップＳ１５２３で、処理対象のピクセルからｄピクセル先まで、間引き可能ピクセルが連続しているか否かを判定する。ここで、連続していると判定された場合、処理はステップＳ１５２４へ遷移する。一方、連続していないと判定された場合、処理はステップＳ１５２５へ遷移する。
【００５４】
ステップＳ１５２４では、連続しているピクセルの両端以外を補間対象ピクセルに設定し、両端を数値解析対象ピクセルに設定する。
【００５５】
一方、ステップＳ１５２３で否定判定であった場合、ステップＳ１５２５で、間引き可能が３ピクセル以上連続しているか否かを判定する。ここで、連続していると判定された場合、処理はステップＳ１５２４へ遷移する。一方、連続していないと判定された場合、処理はステップＳ１５２６へ遷移する。
【００５６】
もし、間引き可能ピクセルが３ピクセル以上連続していない場合、ステップＳ１５２６で、処理対象のピクセルと、連続するピクセルを数値解析対象ピクセルに設定する。
【００５７】
以上に説明した処理が、全てのピクセルを処理するまで、ｊを（ｄ−１）ずつインクリメントしながら繰り返し実行される。
【００５８】
図６に示した処理フローを実行した結果、図５（Ａ）に示したピクセル列が、図５（Ｂ）に示したような状態となる。
すなわち、ステップＳ１５２を実行した結果、間引き可能ピクセル４０１，４０３，４０５に対応するピクセル５０１，５０３，５０５が、間引き可能ピクセルから、間引きを行わないピクセル（数値解析対象ピクセル）に変更される。
【００５９】
前述した処理によると、間引き不可ピクセルは必ず数値解析対象ピクセルに分類され、他のピクセルは、所定のパターンに従って、補間対象ピクセルまたは数値解析対象ピクセルのいずれかに分類される。
【００６０】
図２（Ｂ）に戻り、説明を続ける。
次に、ステップＳ１５３で、遅延時間算出部１０３が遅延時間を算出する。図５（Ｂ）の例の場合、数値解析対象ピクセルであるピクセル５０１，５０３，５０５〜５０７，５０９〜５１０に対して遅延時間を算出する。そして、算出した各ピクセルに対する遅延時間を用いて、補間対象ピクセルであるピクセル５０２，５０４，５０８に対応する遅延時間を補間によって算出する。なお補間の方法として、線形補間法、バイリニア法、バイキュービック法などがあるが、情報処理装置の能力や必要とする画像精度などに応じた任意の方法を利用できる。
【００６１】
次に、ステップＳ１５４で、画像再構成処理部１０４が画像の再構成を行う。画像の再構成処理は、例えば、タイムドメイン法やフーリエドメイン法など、任意の方法で行うことができる。これにより、被検体内の光学特性値分布（初期音圧分布や、そこから導かれる吸収係数分布）が画像として生成される。再構成された画像は、ステップＳ１６０にて、表示部１６０を介して出力される。
【００６２】
以上に説明したように、第一の実施形態に係る被検体情報取得装置は、遅延時間を直接算出するピクセルと、補間処理によって算出するピクセルを、ピクセルの特徴に基づいて決定する。具体的には、音響波の波種別が切り替わる位置に存在するピクセルについては、補間処理を行わないように、間引きの可否を決定する制御を行う。かかる構成によると、被検体情報の精度が低下しにくい位置についてのみ補間処理を行えるようになるため、被検体情報の全体的な精度が向上する。すなわち、精度と処理速度のバランスをとることができる。
【００６３】
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、被検体情報取得装置が間引き間隔値ｄを固定値として記憶しており、当該間引き間隔値を用いて間引きパターンを生成した。これに対し、第二の実施形態は、間引き間隔値を装置の利用者が指定できる実施形態である。また、第二の実施形態では、被検体領域を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに間引き間隔値を設定することができる。
【００６４】
図７は、第二の実施形態に係る情報処理部７００の構成を示す機能ブロック図である。第二の実施形態に係る情報処理部７００は、間引き間隔情報取得部７０５を有しているという点において、第一の実施形態に係る情報処理部１００と相違する。その他の手段については第一の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
間引き間隔情報取得部７０５は、装置の利用者によって不図示の入力手段を用いて入力された間引き間隔値に関する情報を取得する手段である。
本実施形態では、被検体領域を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに個別に間引き間隔値を設定することができる。図８は、領域の分割を説明する図である。本例では、１０×１０ピクセルで表された被検体領域を、領域Ａと領域Ｂに分割し、領域Ａに対して「５」という間引き間隔値を、領域Ｂに対して「３」という間引き間隔値をそれぞれ設定している。間引き間隔情報取得部７０５は、分割された領域に関する情報と、割り当てられた間引き間隔値の組を取得する。以下、当該情報の組を間引き間隔情報と称する。
なお、第二の実施形態に係る被検体情報取得装置は、画面上で領域を指定するためのインタフェース装置（タッチパネル、キーボード、マウス等）を有していてもよい。
【００６６】
なお、間引き間隔値を大きくすると処理速度が向上するが、被検体情報の精度が低下する。また、間引き間隔値を小さくすると被検体情報の精度は向上するが、処理速度は低下する。よって、間引き間隔値は、対象領域の特性や重要度に応じて適切な値を選択することが好ましい。
また、本例では、領域ごとの間引き間隔値を利用者が設定する例を挙げたが、間引き間隔値は、領域ごとに予め定められた値であってもよい。また、被検体の種類や特性に応じて、領域の分割や間引き間隔値の設定を自動的に行うようにしてもよい。
【００６７】
第二の実施形態に係る被検体情報取得装置がステップＳ１５０で行う処理について、図９を参照しながら説明する。第二の実施形態では、ステップＳ１５１の実行に先立って、間引き間隔情報取得部７０１が間引き間隔情報を取得する（ステップＳ９５１）。
【００６８】
ステップＳ１５１およびＳ１５２の処理は、基本的に、第一の実施形態と同様であるが、ステップＳ１５２２において、処理対象の領域に対応する間引き間隔値ｄがその都度取得されるという点において、第一の実施形態と相違する。
【００６９】
第二の実施形態において、前述した処理フローを実行した結果について説明する。図１０（Ａ）は、図５（Ａ）に対応する図であるが、本例ではピクセル４０１〜４０５に対して間引き間隔値＝５が割り当たっており、ピクセル４０６〜４１０に対して間引き間隔値＝３が割り当たっている。本例では、前述した処理フローを実行した結果、図１０（Ａ）に示したピクセル列が、図１０（Ｂ）に示したような状態となる。
すなわち、ステップＳ１５２を実行した結果、間引き可能ピクセル４０１，４０５に対応するピクセル１１０１，１１０５が、間引き可能ピクセルから、間引きを行わないピクセル（数値解析対象ピクセル）に変更される。
【００７０】
以上に説明したように、第二の実施形態に係る被検体情報取得装置は、被検体領域ごとに、利用者が所望する間引き間隔値を設定することが可能となる。よって、利用者が所望する項目、例えば画質優先、速度優先、画質と速度のバランシング等を考慮した自由な設定が可能となる。
【００７１】
（変形例）
なお、各実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。
例えば、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む被検体情報取得装置や情報処理装置として実施することもできる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む被検体情報取得方法や情報処理方法として実施することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
【００７２】
また、実施形態の説明では、被検体に光を照射し、光音響効果によって発生した音響波を受信する例を挙げたが、本発明は、被検体に音響波を送信し、反射した音響波を受信する装置に適用することもできる。この場合、被検体に音響波を送信できるように素子１１２を構成してもよい。
【００７３】
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、上述した各実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、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における１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１００：情報処理部、１０１：間引き可否決定部、１０２：間引きパターン決定部、１０３：遅延時間算出部、１０４：画像再構成処理部、１１０：探触子、１１２：素子
【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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