(57)【要約】      （修正有）【課題】光音響装置において、被検体の動きの影響を軽減し、計測の精度を向上させた光音響装置を提供する。【解決手段】被検体に光を照射する光源２００と、光が照射されたことによって被検体で発生した音響波を受信し、電気信号に変換する音響波検出手段１２０と、被検体の略周期的な動きに対応した撮像周期を設定し、撮像周期内のそれぞれ略同位相のタイミングで光の照射および電気信号の取得を行う制御手段１５３と、撮像周期ごとに得られた複数の電気信号同士を合成する合成手段１５０と、合成された電気信号に基づいて、被検体の特性情報を表す画像データを生成する画像生成手段１５１と、を有する。【選択図】図１
2019033806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射する光源と、
前記光が照射されたことによって前記被検体で発生した音響波を受信し、電気信号に変換する音響波検出手段と、
前記被検体の略周期的な動きに対応した撮像周期を設定し、前記撮像周期内のそれぞれ略同位相のタイミングで前記光の照射および前記電気信号の取得を行う制御手段と、
前記撮像周期ごとに得られた複数の電気信号同士を合成する合成手段と、
前記合成された電気信号に基づいて、前記被検体の特性情報を表す画像データを生成する画像生成手段と、
を有することを特徴とする、光音響装置。
【請求項２】
前記合成手段は、前記撮像周期ごとに得られた複数の電気信号の移動平均を取得することで前記合成を行う
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】
前記制御手段は、前記撮像周期内において、前記光の照射および前記電気信号の取得を複数回行い、
前記合成手段は、前記撮像周期内において複数回取得した電気信号をさらに合成する、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の光音響装置。
【請求項４】
前記撮像周期で生成された前記画像データのフレームレートを、前記撮像周期よりも短い表示周期に対応するフレームレートに変換する変換手段をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項５】
前記表示周期で前記画像データを表示手段に表示させる表示制御手段をさらに有する
ことを特徴とする、請求項４に記載の光音響装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記表示周期に関する情報を前記表示手段に表示させる
ことを特徴とする、請求項５に記載の光音響装置。
【請求項７】
前記被検体は生体であり、
前記生体の略周期的な活動に基づいて前記撮像周期を決定する決定手段をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項８】
前記撮像周期ごとに前記生体に対して刺激を印加する印加手段をさらに有する
ことを特徴とする、請求項７に記載の光音響装置。
【請求項９】
被検体に光を照射する光源と、
前記光が照射されたことによって前記被検体で発生した音響波を受信し、電気信号に変換する音響波検出手段と、
前記被検体の略周期的な動きに対応する撮像周期を設定し、前記撮像周期内のそれぞれ略同位相のタイミングで前記光の照射および前記電気信号の取得を行う制御手段と、
得られた前記電気信号に基づいて、前記被検体の特性情報を表す画像データを前記撮像周期ごとに生成する画像生成手段と、
前記撮像周期ごとに生成した複数の画像データを合成する合成手段と、
を有することを特徴とする、光音響装置。
【請求項１０】
前記合成手段は、前記撮像周期ごとに得られた複数の画像データの移動平均を取得することで前記合成を行う
ことを特徴とする、請求項９に記載の光音響装置。
【請求項１１】
前記光源は半導体発光素子を含んだ光源である
ことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項１２】
被検体に光を照射する光源と、前記光が照射されたことによって前記被検体で発生した音響波を受信し、電気信号に変換する音響波検出手段と、を有する光音響装置が行う被検体情報取得方法であって、
前記被検体の略周期的な動きに対応した撮像周期を設定し、前記撮像周期内のそれぞれ略同位相のタイミングで前記光の照射および前記電気信号の取得を行う制御ステップと、
前記撮像周期ごとに得られた複数の電気信号同士を合成する合成ステップと、
前記合成された電気信号に基づいて、前記被検体の特性情報を表す画像データを生成する画像生成ステップと、
を含むことを特徴とする、被検体情報取得方法。
【請求項１３】
前記合成ステップでは、前記撮像周期ごとに得られた複数の電気信号の移動平均を取得することで前記合成を行う
ことを特徴とする、請求項１２に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１４】
前記制御ステップでは、前記撮像周期内において、前記光の照射および前記電気信号の取得を複数回行い、
前記合成ステップでは、前記撮像周期内において複数回取得した電気信号をさらに合成する、
ことを特徴とする、請求項１２または１３に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１５】
前記撮像周期で生成された前記画像データのフレームレートを、前記撮像周期よりも短い表示周期に対応するフレームレートに変換する変換ステップをさらに含む
ことを特徴とする、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１６】
前記表示周期で前記画像データを表示手段に表示させる表示制御ステップをさらに含む
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。
【請求項１７】
前記表示制御ステップでは、前記表示周期に関する情報を前記表示手段に表示させる
ことを特徴とする、請求項１６に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１８】
前記被検体は生体であり、
前記生体の略周期的な活動に基づいて前記撮像周期を決定する決定ステップをさらに含む
ことを特徴とする、請求項１２から１７のいずれか１項に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１９】
前記撮像周期ごとに前記生体に対して刺激を印加する印加ステップをさらに含む
ことを特徴とする、請求項１８に記載の被検体情報取得方法。
【請求項２０】
被検体に光を照射する光源と、前記光が照射されたことによって前記被検体で発生した音響波を受信し、電気信号に変換する音響波検出手段と、を有する光音響装置が行う被検体情報取得方法であって、
前記被検体の略周期的な動きに対応する撮像周期を設定し、前記撮像周期内のそれぞれ略同位相のタイミングで前記光の照射および前記電気信号の取得を行う制御ステップと、
得られた前記電気信号に基づいて、前記被検体の特性情報を表す画像データを前記撮像周期ごとに生成する画像生成ステップと、
前記撮像周期ごとに生成した複数の画像データを合成する合成ステップと、
を含むことを特徴とする、被検体情報取得方法。
【請求項２１】
前記合成ステップでは、前記撮像周期ごとに得られた複数の画像データの移動平均を取得することで前記合成を行う
ことを特徴とする、請求項２０に記載の被検体情報取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光音響効果を利用して被検体の情報を取得する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野において、被検体内の構造情報や、生理的情報、すなわち機能情報をイメージングするための研究が進められている。このような技術の一つとして、近年、光音響トモグラフィ（ＰＡＴ：ＰｈｏｔｏＡｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が提案されている。
レーザ光などの光を被検体である生体に照射すると、光が被検体内の生体組織で吸収される際に音響波（典型的には超音波）が発生する。この現象を光音響効果と呼び、光音響効果により発生した音響波を光音響波と呼ぶ。被検体を構成する組織は、光エネルギーの吸収率がそれぞれ異なるため、発生する光音響波の音圧も異なったものとなる。ＰＡＴでは、発生した光音響波を探触子で受信し、受信信号を数学的に解析することにより、被検体内の特性情報を取得することができる。
【０００３】
光音響トモグラフィを利用した装置では、光吸収体である、血液中のオキシヘモグロビンやデオキシヘモグロビンを検出することができ、血管の構造情報や、酸素飽和度といった機能情報を取得することができる。
【０００４】
ところで、血液や血管に関する情報を取得する場合、脈動によって血液量が変化するため、信号を取得するタイミングによってはＳ／Ｎ比が変動してしまうことが知られている。このような脈動の影響を抑えるための技術として、例えば、特許文献１には、血流量の変動周期に合わせたタイミングで光音響信号を取得し、画像化する光音響装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１０７０６９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に記載の装置では、脈動に合わせたフレームレートで画像が生成される。しかし、人の脈動は一分間に６０〜１００回と遅いため、画像の生成インターバルの間に被検体に位置ずれが生じてしまうと、画像にブレやボケが発生してしまうという課題があった。
【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、光音響装置において、被検体の動きの影響を軽減し、計測の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の形態に係る光音響装置は、
被検体に光を照射する光源と、前記光が照射されたことによって前記被検体で発生した音響波を受信し、電気信号に変換する音響波検出手段と、前記被検体の略周期的な動きに対応した撮像周期を設定し、前記撮像周期内のそれぞれ略同位相のタイミングで前記光の照射および前記電気信号の取得を行う制御手段と、前記撮像周期ごとに得られた複数の電気信号同士を合成する合成手段と、前記合成された電気信号に基づいて、前記被検体の特性情報を表す画像データを生成する画像生成手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第二の形態に係る光音響装置は、
被検体に光を照射する光源と、前記光が照射されたことによって前記被検体で発生した音響波を受信し、電気信号に変換する音響波検出手段と、前記被検体の略周期的な動きに対応する撮像周期を設定し、前記撮像周期内のそれぞれ略同位相のタイミングで前記光の照射および前記電気信号の取得を行う制御手段と、得られた前記電気信号に基づいて、前記被検体の特性情報を表す画像データを前記撮像周期ごとに生成する画像生成手段と、前記撮像周期ごとに生成した複数の画像データを合成する合成手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第一の形態に係る被検体情報取得方法は、
被検体に光を照射する光源と、前記光が照射されたことによって前記被検体で発生した音響波を受信し、電気信号に変換する音響波検出手段と、を有する光音響装置が行う被検体情報取得方法であって、前記被検体の略周期的な動きに対応した撮像周期を設定し、前記撮像周期内のそれぞれ略同位相のタイミングで前記光の照射および前記電気信号の取得を行う制御ステップと、前記撮像周期ごとに得られた複数の電気信号同士を合成する合成ステップと、前記合成された電気信号に基づいて、前記被検体の特性情報を表す画像データを生成する画像生成ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第二の形態に係る被検体情報取得方法は、
被検体に光を照射する光源と、前記光が照射されたことによって前記被検体で発生した音響波を受信し、電気信号に変換する音響波検出手段と、を有する光音響装置が行う被検体情報取得方法であって、前記被検体の略周期的な動きに対応する撮像周期を設定し、前記撮像周期内のそれぞれ略同位相のタイミングで前記光の照射および前記電気信号の取得を行う制御ステップと、得られた前記電気信号に基づいて、前記被検体の特性情報を表す画像データを前記撮像周期ごとに生成する画像生成ステップと、前記撮像周期ごとに生成した複数の画像データを合成する合成ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光音響装置において、被検体の動きの影響を軽減し、計測の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施形態に係る光音響装置のシステム構成図。
【図２Ａ】第一の実施形態に係るプローブ１８０の模式図。
【図２Ｂ】第一の実施形態に係るプローブ１８０の模式図。
【図３】第一の実施形態におけるハードウェア構成図。
【図４】第一の実施形態に係る光音響装置の動作タイミング図。
【図５】サンプリングのタイミングを設定する画面の例。
【図６】第二の実施形態に係る光音響装置の動作タイミング図。
【図７】第三の実施形態におけるハードウェア構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照しつつ、本発明の実施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。
【００１５】
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、光音響装置（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。
【００１６】
本発明に係る光音響装置（被検体情報取得装置）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である。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。
【００１７】
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、異なる複数波長の光によって発生する光音響波に基づいて、被検体を構成する物質の濃度といった分光情報が得られる。分光情報は、酸素飽和度、酸素飽和度に吸収係数等の強度を重み付けした値、トータルヘモグロビン濃度、オキシヘモグロビン濃度、またはデオキシヘモグロビン濃度であってもよい。また、グルコース濃度、コラーゲン濃度、メラニン濃度、または脂肪や水の体積分率であってもよい。
【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、光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。なお、本明細書において、光音響信号とは、アナログ信号とデジタル信号の双方を含む概念である。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。
【００２０】
（第一の実施形態）
<システム構成>
第一の実施形態に係る光音響装置は、被検体にパルス光を照射し、被検体内において発生した光音響波を受信することで被検体内の血管画像（構造画像）を生成する装置である。なお、以下の実施形態では、ハンドヘルド型プローブを有する光音響装置を取り上げているが、本発明は、機械ステージにプローブを設けて機械的にスキャンする光音響装置にも適用できる。
【００２１】
以下、図１を参照して、第一の実施形態に係る光音響装置の構成を説明する。第一の実施形態に係る光音響装置は、プローブ１８０、信号収集部１４０、コンピュータ１５０、表示部１６０、入力部１７０を有して構成される。プローブ１８０は、光源部２００、光学系１１２、光照射部１１３、受信部１２０を含む。コンピュータ１５０は、演算部１５１、記憶部１５２、制御部１５３、フレームレート変換部１５９を含む。
【００２２】
ここで、被検体に対する光音響計測の概要について説明する。
まず、光源部２００が、光ファイバ（バンドルファイバ）等によって構成された光学系１１２を介して、光照射部１１３に周期的にパルス光を供給する。また、光照射部１１３
は、供給された光を被検体１００に照射する。これにより、被検体１００からは音響波が周期的に発生する。
受信部１２０は、被検体１００から発生した光音響波を受信して、アナログの電気信号を出力する。そして、信号収集部１４０が、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。
以下、被検体に対してパルス光を照射し、電気信号を取得する周期をサンプリング周期と称する。
【００２３】
コンピュータ１５０は、信号収集部１４０からサンプリング周期ごとに出力されたデジタル信号を合成する処理を行い、記憶部１５２に記憶する。なお、合成とは、単純な加算に限らず、重みづけ加算、加算平均、移動平均などを含む。以下では主に加算平均を例にとって説明するが、加算平均以外の合成方法を適用することもできる。
また、コンピュータ１５０は、記憶部１５２に記憶されたデジタル信号に対して画像再構成などの処理を行うことにより、撮像フレームレートに対応する周期（以下、撮像周期）ごとに光音響画像データを生成する。具体的な処理については後述する。
【００２４】
また、コンピュータ１５０は、生成した光音響画像データを、撮像周期ごとにフレームレート変換部１５９に出力する。フレームレート変換部１５９は、撮像周期ごとに入力された光音響画像データを、表示部１６０に対応するリフレッシュレート（以下、表示周期）に変換する。詳細な方法については後述する。
そして、表示部１６０が、表示周期ごとに光音響画像データをリフレッシュして表示する。
【００２５】
装置のユーザ（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、診断を実施できる。表示画像は、ユーザやコンピュータ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、光音響装置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てもよい。装置のユーザは、入力部１７０を介して装置に対する入力を行うことができる。
【００２６】
続いて、各構成要素の詳細について説明する。
<<プローブ１８０>>
図２Ａは、本実施形態に係るプローブ１８０の模式図である。プローブ１８０は、光源部２００、光学系１１２、光照射部１１３、受信部１２０、ハウジング１８１を含む。
ハウジング１８１は、光源部２００、光学系１１２、光照射部１１３、受信部１２０を収納する筺体である。ユーザは、ハウジング１８１を把持することにより、プローブ１８０をハンドヘルド型プローブとして利用できる。
光照射部１１３は、光学系１１２により伝搬されたパルス光を被検体に照射する手段である。なお、図中のＸＹＺ軸は、プローブを静置した場合の座標軸を示すものであり、プローブ使用時の向きを限定するものではない。
図２Ａに示すプローブ１８０は、ケーブル１８２を介して、信号収集部１４０と接続されている。ケーブル１８２は、光源部２００に電力を供給する配線や、発光制御信号を伝送する配線、受信部１２０から出力されたアナログ信号を信号収集部１４０に出力する配線などを含む（いずれも不図示）。なお、ケーブル１８２にコネクタを設け、プローブ１８０と光音響装置のその他の構成とを脱着可能な構成としてもよい。
また、図２Ｂに示したように、光源部２００として半導体レーザや発光ダイオード等を用い、光学系１１２を用いずに、被検体に直接パルス光を照射してもよい。この場合、半導体レーザやＬＥＤ等の発光端部分（ハウジングの先端）が光照射部１１３となる。
【００２７】
<<光源部２００>>
光源部２００は、被検体１００に照射する光を発生させる手段である。
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、強度等は不図示の光源制御部によって制御される。この光源制御部は、光源と一体化されていてもよい。
また、酸素飽和度などの物質濃度を取得する場合、複数の波長を出力できる光源を利用することが好ましい。また、光源部２００をハウジング１８１内に実装する場合、図２Ｂに示したような、半導体レーザや発光ダイオード等の半導体発光素子を用いることが好ましい。また、複数の波長を出力する場合、異なる波長の光を発生する複数の種類の半導体レーザや発光ダイオードを用いて波長を切り換えるようにしてもよい。
【００２８】
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ナノ〜１マイクロ秒程度が好適である。また、パルス光の波長は、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、被検体が生体の場合、４００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下であることが望ましい。もちろん、画像化したい光吸収体の光吸収特性に応じて波長を決定してもよい。
なお、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、８００ｎｍ以下）を用いてもよい。また、生体の深部をイメージングする場合は、生体の背景組織（水や脂肪など）において吸収が少ない波長（７００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下）の光を用いてもよい。
【００２９】
なお、本実施形態では、光源として半導体発光素子を用いるため、被検体に大光量を照射することができない。すなわち、一回の照射で得られる光音響信号が所望のＳ／Ｎ比に達しづらくなる。そのため、光源をサンプリング周期ごとに発光させ、光音響信号を加算平均することで、Ｓ／Ｎ比を向上させる。
本実施形態で用いる光源部２００の好適な波長の例として、７９７ｎｍが挙げられる。この波長は、被検体の深部まで届く波長であり、かつ、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンの吸収係数が略等しいため、血管構造の検出に適している。この他にも、第２の波長として、７５６ｎｍを用いれば、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンの吸収係数差を用い、酸素飽和度を求めることができる。
【００３０】
<光照射部１１３>
光照射部１１３は、被検体に照射する光が出射する部位（出射端）である。光学系１１２としてバンドルファイバを使用した場合、終端部が光照射部１１３となる。また、生体の一部（乳房など）を被検体とする場合、光照射部１１３に、光を拡散させる拡散板等を配置してもよい。このようにすることで、パルス光のビーム径を広げて被検体を照射することができる。
また、図２Ｂに示したように、光源部２００として複数の半導体発光素子を用いる場合、各素子の発光端部分（ハウジング先端）を並べ、光照射部１１３とすることによって、広範囲にわたり被検体を照射することが可能となる。
【００３１】
<<受信部１２０>>
受信部１２０は、パルス光に起因して発生する光音響波を受信して電気信号を出力するトランスデューサ（音響波検出素子）と、トランスデューサを支持する支持体と、からなるユニットである。
トランスデューサを構成する部材として例えば、圧電材料、静電容量型トランスデューサ（ＣＭＵＴ）、ファブリペロー干渉計を用いたトランスデューサなどが挙げられる。また、圧電材料として、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミック材料や、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の高分子圧電膜材料が挙げられる。
トランスデューサにより得られる電気信号は時間分解信号である。すなわち、得られた電気信号の振幅は、各時刻にトランスデューサで受信された音圧に基づく値（例えば、音圧に比例した値）となる。
【００３２】
なお、トランスデューサには、光音響波を構成する周波数成分（典型的には１００ＫＨｚから１０ＭＨｚ）を検出できるものを用いることが好ましい。また、支持体に複数のトランスデューサを並べて配置して、１Ｄアレイ、１．５Ｄアレイ、１．７５Ｄアレイ、または２Ｄアレイと呼ばれるような平面や曲面を形成してもよい。
また、受信部１２０が、トランスデューサ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が信号収集部１４０を兼ねていてもよい。
【００３３】
なお、本実施形態では、ハンドヘルド型のプローブを例示したが、画像精度を向上させるためには、音響波を様々な角度から検出できるよう、被検体１００を全周囲から囲むようなトランスデューサを用いることが好ましい。また、全周囲を囲めないほど被検体１００が大きい場合は、半球状の支持体上にトランスデューサを配置してもよい。プローブがこのような形状の受信部を備える場合、プローブを被検体１００に対して機械的に相対移動させるようにしてもよい。プローブの移動には、ＸＹステージなどの機構を用いることができる。なお、トランスデューサの配置および数、ならびに支持体の形状は、上記に限定されず、被検体１００に応じて最適化すればよい。
【００３４】
受信部１２０と被検体１００との間には、光音響波を伝搬させる媒質（音響マッチング材）を配置するとよい。これにより、被検体１００とトランスデューサの界面における音響インピーダンスを整合させることができる。音響マッチング材として例えば、水、油、超音波ジェルなどがある。
また、本実施形態に係る光音響装置は、被検体１００を保持して形状を安定させる保持部材を備えていてもよい。保持部材としては光透過性と音響波透過性がともに高いものが好ましい。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、アクリルなどを利用できる。
【００３５】
なお、本実施形態に係る装置が、光音響画像に加えて、超音波を送受信することで超音波画像を生成する機能を有する場合、トランスデューサを、音響波を送信する送信手段として機能させてもよい。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は、共通であってもよいし、別々であってもよい。
【００３６】
<<信号収集部１４０>>
信号収集部１４０は、受信部１２０から出力されたアナログの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。
【００３７】
受信部１２０にアレイ状に配置された複数のトランスデューサが出力したアナログ信号は、各々に対応する複数のアンプにより増幅され、各々に対応する複数のＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換のレートは、入力される信号の帯域の少なくとも２倍以上であることが好ましい。前述したように、光音響波を構成する周波数成分が１００ＫＨｚから１０ＭＨｚである場合、Ａ／Ｄ変換レートは２０ＭＨｚ以上、望ましくは４０ＭＨｚ以上となる。
【００３８】
信号収集部１４０は、発光制御信号を用いることにより、光照射のタイミングと信号収
集処理のタイミングを同期させる。すなわち、サンプリング周期毎に訪れる発光時刻を基準にして、前述したレートでＡ／Ｄ変換を開始し、アナログ信号をデジタル信号に変換する。その結果、Ａ／Ｄ変換レート分の１の間隔（Ａ／Ｄ変換クロックの周期）で、トランスデューサ毎にデジタル信号列が取得できる。信号収集部１４０は、Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＤＡＳ）とも呼ばれる。
【００３９】
信号収集部１４０は、ハウジング１８１の内部に配置してもよい。このような構成とすることで、プローブ１８０とコンピュータ１５０との間の情報をデジタル信号で伝搬できるため、耐ノイズ性が向上する。また、アナログ信号を伝送する場合に比べ、配線数を少なくすることが可能となり、プローブ１８０の操作性が向上する。また、後述する加算平均も信号収集部１４０で行ってもよい。この場合ＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて加算平均を行うと好適である。
【００４０】
<<コンピュータ１５０>>
コンピュータ１５０は、演算部１５１、記憶部１５２、制御部１５３、フレームレート変換部１５９を含む演算手段（本発明における画像生成手段および表示制御手段）である。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てもよいし、複数のプロセッサや演算回路から構成されてもよい。
【００４１】
コンピュータ１５０は、複数のトランスデューサの各々について、以下のような処理を行う。
コンピュータ１５０は、まず、サンプリング周期毎に信号収集部１４０から出力される複数のデジタル信号（光音響信号）を合成する。合成された光音響信号は、撮像周期ごとに記憶部１５２に記憶される。
そして、演算部１５１が、記憶部１５２に記憶された合成後の光音響信号に基づいて、撮像周期ごとに画像の再構成を行い、光音響画像（構造画像や機能画像）の生成や、その他の演算処理を実行する。なお、撮像周期は、後述する心電計１７３を用いて、被検者の心拍に同期したタイミングで生成される。撮像周期の設定方法については後述する。
【００４２】
演算部１５１が光音響信号を光音響画像（例えば３次元のボリュームデータ）に変換する際の再構成アルゴリズムには、タイムドメインでの逆投影法、フーリエドメインでの逆投影法、モデルベース法（繰り返し演算法）など、任意の手法を採用できる。タイムドメインでの逆投影法として、ユニバーサルバックプロジェクション（ＵＢＰ）、フィルタードバックプロジェクション（ＦＢＰ）、または整相加算（ディレイアンドサム）などが挙げられる。
【００４３】
光源部２００が、異なる２波長の光を発生させる場合、演算部１５１は、画像再構成処理によって、第１の波長の光に由来する光音響信号から第１の初期音圧分布を生成し、第２の波長の光に由来する光音響信号から第２の初期音圧分布を生成する。さらに、第１の初期音圧分布を、第１の波長の光の光量分布で補正することによって、第１の吸収係数分布を取得し、第２の初期音圧分布を、第２の波長の光の光量分布で補正することによって第２の吸収係数分布を取得する。さらに、第１および第２の吸収係数分布から、酸素飽和度分布を取得する。なお、最終的に酸素飽和度分布を得ることができれば、演算の内容や順序はこれに限られない。
【００４４】
記憶部１５２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性のメモリや、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により構成される。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。記憶部１５２は、複数の記憶媒体から構成されてもよい。
記憶部１５２は、撮像周期ごとに加算平均された光音響信号や、演算部１５１により生成される光音響画像データ、光音響画像データに基づいた再構成画像データなど、各種のデータを保存できる。
【００４５】
制御部１５３は、光音響装置の各構成要素の動作を制御する手段であり、ＣＰＵなどの演算素子で構成される。制御部１５３は、入力部１７０を介して入力された指示信号（例えば測定開始信号など）に基づいて、光音響装置の各構成要素を制御してもよい。
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要素の動作を制御する。
また、制御部１５３は、生成した画像の調整などを行うこともできる。
【００４６】
フレームレート変換部１５９は、撮像周期に対応する所定のフレームレート（撮像フレームレート）で生成された光音響画像を、表示周期に対応する所定のフレームレート（以下、表示フレームレート）に変換し、表示部１６０に出力する手段である。
なお、図１の例では、フレームレート変換部１５９が独立した構成となっているが、フレームレート変換部１５９は必ずしも独立していなくてもよい。例えば、撮像フレームレートごとに光音響画像を記憶部１５２に記憶させ、記憶された光音響画像を、表示フレームレートに従って読み出すようにしてもよい。
【００４７】
表示フレームレートは、汎用ディスプレイに対応したフレームレート（例えば５０Ｈｚ，６０Ｈｚ，７２Ｈｚ，１２０Ｈｚ等）とするとよい。このように、撮像周期と表示周期をそれぞれ独立させることで、測定に好適なフレームレートと、画像の表示に好適なフレームレートを個別に設定できる。換言すると、画像表示に好適なフレームレートとは無関係に、測定に好適なフレームレートを自由に設定することができる。また、撮像周期のみを、例えばユーザの指示により自由に変更することも可能となる。
【００４８】
表示部１６０は、光音響画像を表示する手段である。表示部１６０は、表示フレームレートに同期して実画面の書き換えを行う。なお、表示フレームレートと、実画面の書き換えを行うレート（リフレッシュレート）は同じであってもよい。
【００４９】
近年の液晶ディスプレイの中には、複数のフレームレート（フレーム周波数）での入力に対応する機能を有したものがある。このような液晶ディスプレイの中には、入力されたフレームレートを実画面の書き換えレート（リフレッシュレート）に変換する機能を持つものもある。表示部１６０がこのような機能を持つ場合、表示部１６０が、表示フレームレートを実際のリフレッシュレートに変換する手段を内蔵しているといえる。
また、このような手段を内蔵した表示部１６０を使用する場合、図１で示したフレームレート変換部１５９をコンピュータ１５０に持たせる必要はない。表示部１６０にフレームレート変換機能を持たせる場合、コンピュータ１５０の構成を簡略化できる。
なお、表示部１６０は、撮像周期や表示周期に関する情報を、光音響画像と同時に表示するようにしてもよい。
【００５０】
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し、汎用的なＰＣやワークステーションであってもよい。コンピュータ１５０は、記憶部１５２に格納されたプログラムの指示に従って動作させてもよい。また、コンピュータ１５０が有する各構成は、それぞれ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。
【００５１】
図３は、本実施形態に係るコンピュータ１５０の具体的な構成例である。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、フレームレート変換部１５９を有して構成される。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。
【００５２】
コンピュータ１５０および受信部１２０は、共通の筺体に収めた構成としてもよい。また、筺体に収められたコンピュータで信号処理の一部を行い、筺体の外部に設けられたコンピュータで残りの信号処理を行ってもよい。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は分散していてもよい。また、コンピュータ１５０として、クラウドコンピューティングサービスなどで提供される、遠隔地に設置された情報処理装置を用いてもよい。
【００５３】
なお、コンピュータ１５０は、必要に応じて、得られた光音響画像に対して画像処理を行ったり、ＧＵＩグラフィック等を合成する処理を行ってもよい。また、これらの処理は、フレームレートの変換を行う前に行ってもよいし、後に行ってもよい。
【００５４】
<<表示部１６０>>
表示部１６０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬなどの表示装置である。表示部１６０によって、コンピュータ１５０により生成された画像や、特定位置における数値等が表示される。表示部１６０には、前述したように、表示周期に対応するフレームレート（例えば、５０Ｈｚ，６０Ｈｚ，７２Ｈｚ，１２０Ｈｚ等）で画像が入力される。表示部１６０は、入力されたフレームレートで画像を表示してもよいし、フレームレートをさらに変換してもよい。また、表示部１６０は、画像や装置を操作するためのＧＵＩを画面上に表示してもよい。
【００５５】
<<入力部１７０>>
入力部１７０は、指示や数値などの入力をユーザから取得する手段である。入力部１７０は、例えば、ユーザが操作可能なマウスやキーボード、専用のつまみ等で構成される操作コンソールであってもよい。なお、表示部１６０としてタッチパネルを利用する場合、表示部１６０が入力部１７０を兼ねてもよい。ユーザは、入力部１７０を用いて測定開始や終了、撮像周期（撮像フレームレート）の指定や、画像の保存指示などの操作を行うことができる。また、入力部１７０が、被検体内部における音速や、保持部の構成などに関する各種パラメータ入力を取得し、コンピュータ１５０が当該情報を利用して処理を行うようにしてもよい。
【００５６】
<<心電計１７３>>
心電計１７３は、被検者である患者の心臓を伝わる電気信号を検出する手段である。心電計１７３が検出した信号をコンピュータ１５０に出力することで、コンピュータ１５０は被検者の脈動を検出することができる。本実施形態では、コンピュータ１５０が、心電計の出力（心電波形）に同期してパルス光の照射および光音響信号の取得を行い、再構成画像データを算出する。詳細な処理については後述する。
【００５７】
以上に説明した、光音響装置の各構成要素は、それぞれ別の装置として構成されてもよいし、全てが一体となった構成であってもよい。また、光音響装置の少なくとも一部の構成が一体となり、残りが別の装置によって構成されてもよい。
【００５８】
<<被検体１００>>
被検体１００は、本発明に係る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。また、穿刺針や穿刺針に付された光吸収体を観察対象としてもよい。被検体は、ファントムや試験対象物などの無生物であってもよい。
【００５９】
<処理の詳細>
次に、第一の実施形態に係る光音響装置の動作を説明するためのタイミング図である図４を参照して、処理の詳細について説明する。なお、各図において横軸は時間軸である。
【００６０】
図４の符号Ｔ１で示したように、本実施形態に係る光音響装置は、サンプリング周期（ｔｗ１）ごとに光源部２００が発光し、発光に伴う光音響信号を、サンプリング周期ごとに取得する。サンプリングを行う期間は、心電波形からＲ波を検出したタイミングから、遅延時間ＤＬＹが経過した後、サンプリング有効期間ＳＷが経過するまでの間である。これにより、Ｒ波を検出してから次のＲ波を検出するまでの周期において、略同位相のタイミングでサンプリングを行うことができる。
なお、サンプリング有効期間ＳＷは、被検体である生体の動き（心臓の鼓動により発生する血管の防縮の動き）に対して、十分に短い時間とする。このようにすると、被検体の動きの影響が無い光音響信号を取得することができる。
【００６１】
なお、サンプリング周期ｔｗ１の長さは、皮膚に対する最大露光許容量（ＭＰＥ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）を考慮して設定すればよい。例えば、測定波長が７５０ｎｍ、パルス光のパルス幅が１マイクロ秒であり、サンプリング周期ｔｗ１が０．１ミリ秒である場合、皮膚に対するＭＰＥ値は約１４Ｊ／ｍ2となる
。一方、光照射部１１３から照射されるパルス光のピークパワーが２ｋＷで、光照射部１１３からの照射面積が１５０ｍｍ2である場合、被検体１００に照射される光エネルギー
は、約１３．３Ｊ／ｍ2になる。この場合、光照射部１１３から照射される光エネルギー
はＭＰＥ値以下になる。
このように、サンプリング周期ｔｗ１が０．１ミリ秒以上という条件を満たせば、光エネルギーがＭＰＥ値を超えないことを保証できる。このように、サンプリング周期ｔｗ１の値、パルス光のピークパワー、照射面積を用いて、被検体に照射される光エネルギーを算出することができる。ここでは、時系列の光音響信号をサンプリング周期ごとに８回取得し、加算平均するものとする。
【００６２】
また、コンピュータ１５０は、心電計１７３で検出した心電波形Ｔ５のＲＲ周期（ｔｗ４）に撮像周期ｔｗ２を同期させる。具体的には心電波形Ｔ５の最大振幅であるＲ波をトリガとして撮像周期ｔｗ２をスタートさせる。
ここで、加算平均された光音響信号Ａ１が、撮像周期ｔｗ２ごとに得られる（Ｔ２）。なお、加算平均には、単純平均や移動平均、重み付け平均等を用いることができる。例えば、サンプリング周期ｔｗ１の平均値が０．１ミリ秒、撮像フレームレートが６０Ｈｚである場合、ｔｗ２は１６．７ミリ秒となり、撮像フレームレートの周期内に最大１６７回の加算を行うことができる。
【００６３】
次に、加算平均された光音響信号Ａ１に基づいて、前述した再構成処理を行い、再構成後の画像データＲ１を求める（Ｔ３）。画像データは、撮像周期ごとに順次生成される。
【００６４】
本実施形態では、撮像周期ｔｗ２ごとに求まる複数の画像データから移動平均を取得し、合成後の画像データを生成する。例えば、直近の撮像周期において生成した画像データがＲｎであり、過去５周期ぶんの移動平均を取得する場合、合成後の画像データＲｓは以下の式で求めることができる。
Ｒｓ＝（１／５）×（Ｒｎ−４＋Ｒｎ−３＋Ｒｎ−２＋Ｒｎ−１＋Ｒｎ）
本実施形態では、撮像周期ｔｗ２ごとに、このようにして求めた合成後の画像データを生成する。
【００６５】
また、フレームレート変換部１５９は、Ｔ３で生成した画像データＲｓを、表示フレームレートに対応する周期（表示周期）ｔｗ３で出力する。そして、表示部１６０が、表示周期ｔｗ３で入力された画像データを表示する。
【００６６】
なお、図４に示すタイミングは例示的なものに過ぎず、実際の装置では、サンプリング周期は０．１から数ｍｓｅｃ程度、撮像周期は０．４から２ｓｅｃ程度、表示フレームレートは５０から２４０Ｈｚ程度となることが考えられる。
【００６７】
血管は心臓の鼓動によって略周期的に動く。そのため、被検者の脈動と撮像周期を一致させたうえで、同位相のタイミングでサンプリングを行うことで、血圧が略同様の期間に光音響信号が取得できるようになる。これにより、心臓の鼓動による血管の収縮や動きによる動きボケを少なくし、Ｓ／Ｎ比の良好な再構成画像を取得することが可能となる。特に、動脈の動きボケを少なくし、動脈の光音響画像を明瞭に取得することが可能となる。
さらに、本実施形態では、撮像周期ごとに得られた複数の光音響画像データに対して移動平均を取得して画像を出力する。これにより、脈動と脈動の間において被検体が動いたような場合であっても、画像の精度低下を抑えることができる。
【００６８】
なお、計測の対象部位によっては、心臓からの距離が異なるため、心電波形に対して血圧が変化する時刻や変化量が異なる。そこで、遅延時間ＤＬＹとサンプリング有効時間ＳＷを調整可能にし、ユーザが再構成画像を見ながら良好な値を探れるようにするとよい。例えば、遅延時間ＤＬＹとサンプリング有効時間ＳＷを、入力部１７０を介してユーザが自由に設定できるようにしてもよい。
【００６９】
図５は、撮像に関するパラメータを、入力部１７０を介してユーザから取得する際に表示部１６０に表示されるインタフェース画面の例である。
例えば、図５（ａ）に示すように、ＤＬＹおよびＳＷの長さ（時間）を指定できるようにしてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、撮像周期内における位相や、撮像周期に対する相対的な時間を指定できるようにしてもよい。なお、ＤＬＹはサンプリング開始時における遅延を時間で表したものであり、ＰＨはサンプリング開始時における遅延を位相で表したものである。また、図５（ｃ）に示すように、心電波形を同時に表示するようにしてもよい。
【００７０】
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、撮像周期ごとに生成した光音響画像データに対して移動平均を取得することで光音響画像データ同士の合成を行った。これに対し、第二の実施形態は、撮像周期ごとに得られた光音響信号に対して移動平均を取得して合成を行い、合成後の光音響信号を用いて画像の再構成を行う実施形態である。
【００７１】
図６は、第二の実施形態におけるタイミングを示す図である。第二の実施形態に係る光音響装置は、第一の実施形態と同様に、サンプリング周期ｔｗ１ごとに、光の照射と光音響信号の取得を複数回行う。サンプリング有効期間ＳＷは、サンプリング周期ｔｗ１に発光回数（この場合８回）を乗じた値となる。
【００７２】
第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、信号収集部１４０が、サンプリング周期ｔｗ１ごとに複数回取得した光音響信号に対して加算平均を行い、光音響信号Ａ１を算出するが、再構成画像ではなく、複数の光音響信号同士を合成する。
具体的には、撮像周期ｔｗ２ごとに得られる複数の光音響信号の移動平均を取得し、合成後の光音響信号を生成する。例えば、直近の撮像周期において生成した光音響信号がＡｎであり、過去５周期ぶんの移動平均を取得する場合、合成後の光音響信号Ａｓは以下の式で求めることができる。
Ａｓ＝（１／５）×（Ａｎ−４＋Ａｎ−３＋Ａｎ−２＋Ａｎ−１＋Ａｎ）
本実施形態では、撮像周期ｔｗ２ごとに、このようにして求めた合成後の光音響信号を生成する。
【００７３】
また、演算部１５１は、移動平均後の光音響信号に基づいて再構成処理を行う。これにより、再構成画像データＲｎが撮像周期ｔｗ２ごとに順次算出される。
なお、フレームレートの変換処理や、画像データを表示する処理については第一の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００７４】
なお、図６に示すタイミングも例示的なものに過ぎず、実際の装置では、サンプリング周期は０．１から数ｍｓｅｃ程度、撮像周期は０．４から２ｓｅｃ程度、表示フレームレートは５０から２４０Ｈｚ程度となることが考えられる。
【００７５】
以上説明したように、第二の実施形態によると、複数の撮像周期ごとにそれぞれ取得した複数の電気信号同士の移動平均を取得するため、再構成画像同士を合成して得られる画像とは異なる自然な画像を得ることができる。
【００７６】
（第三の実施形態）
第一および第二の実施形態では、生体が自発的に行っている周期的な運動に撮像周期を同期させた。これに対し、第三の実施形態は、光音響装置が、被検体である生体に対して周期的な運動を誘発させる形態である。
【００７７】
図７は、第三の実施形態に係る光音響装置の構成図である。本実施形態では、心電計１７３の代わりに印加パッド１７４が実装されている。印加パッド１７４は、電極を有するパッドであり、例えば低周波治療器等で実現されているように、被検体である生体に微弱な電流を流すことで、筋肉の伸縮運動を発生させることができる。すなわち、印加パッドは、被検体である生体に運動を誘発する刺激信号を印加する印加手段である。
【００７８】
第三の実施形態では、撮像周期に同期して、印加パッドより生体へ微弱な電流を流すことにより、撮像周期に同期した被検体の運動を誘発することができる。また、第三の実施形態では、撮像周期の同位相に相当する時刻に光の照射および光音響信号の取得を行う。
光音響信号に基づいて画像データを生成する方法については、第一ないし第二の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００７９】
第三の実施形態では、被検体である生体に運動を誘発する刺激信号を印加することによって、筋肉の伸縮を作り出すことができる。すなわち、筋肉伸縮の注目する状態における血管の状況を観察することが可能となる。
【００８０】
なお、刺激信号を印加する印加手段は電気的刺激を与える印加パッド以外であってもよい。例えば、痛点に対してアクチュエータ等で機械的な刺激を印加してもよい。また、他の感覚器官に刺激信号を印加してもよい。
【００８１】
（その他の実施形態）
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実施する光音響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。
【００８２】
また、実施形態の説明では、心電波形に基づいて心臓の鼓動を検出したが、心電波形以外の生体信号を用いてもよい。例えば、動脈圧の波形や心臓が発する音波（心音）等を用いてもよい。また、心臓の鼓動以外の生体の周期的な活動に対しても、本発明を適用することができる。
【００８３】
また、実施形態の説明では、移動平均として単純移動平均を挙げたが、加重移動平均や指数移動平均等を用いてもよい。
【００８４】
また、実施形態の説明では、サンプリング周期、撮像周期、表示周期という言葉を用いたが、これらの周期は完全に一定である必要はない。すなわち、本明細書における周期とは、一定でない時間間隔で繰り返す場合を含む。また、サンプリング周期においては休止期間を設けてもよい。
【００８５】
また、光源部２００で発生させる光の波長は、前述したように複数であってもよい。複数の波長を用いた場合、機能情報としての酸素飽和度を算出することができる。例えば、撮像周期ごとに２波長を交互に切り換えて光音響信号を取得し、再構成画像データを算出し、さらに、算出した再構成画像データに基づいて酸素飽和度を計算するようにしてもよい。酸素飽和度の算出方法については公知であるため、詳細な説明は省略する。
【００８６】
また、例示した複数の実施形態を一つの光音響装置に実装し、切り換え可能としてもよい。また、本発明に係る光音響装置に、トランスデューサから超音波を送信する機能と、被検体にて反射した超音波エコーを受信し、当該超音波エコーに基づいて測定を行う機能を追加してもよい。
【００８７】
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、前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一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】
【００８８】
１２０：受信部、１４０：信号収集部、１５１：演算部、２００：光源部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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