(57)【要約】【課題】光音響イメージングにおいて、被検体への光照射位置を適切に制御するための技術を提供する。【解決手段】被検体に光が照射されて発生した音響波を用いて被検体の特性情報を取得する被検体情報取得装置であって、光を照射する照射部と、音響波を受信する音響波受信部と、被検体情報取得装置に設置された被検体の姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢取得部と、姿勢情報に基づいて、照射部が被検体に光を照射するときの照射位置を決定する照射位置決定部を有する被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図１
2019165836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光が照射されて発生した音響波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装置であって、
前記光を照射する照射部と、
前記音響波を受信する音響波受信部と、
前記被検体情報取得装置に設置された前記被検体の姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢取得部と、
前記姿勢情報に基づいて、前記照射部が前記被検体に前記光を照射するときの照射位置を決定する照射位置決定部と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記照射位置決定部は、前記姿勢取得部が取得した前記姿勢情報と、前記被検体の標準的な姿勢情報を示す姿勢モデルを比較して、前記照射位置を決定する
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】
前記姿勢取得部は、前記姿勢情報として前記被検体の特徴点を検出する
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】
前記照射位置決定部は、前記姿勢取得部が検出した前記特徴点と、前記姿勢モデルの前記特徴点との位置関係に基づいて、前記照射位置を決定する
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】
前記照射位置決定部は、前記姿勢取得部が検出した前記特徴点が、前記姿勢モデルの前記特徴点の周囲に設定された許容範囲の内部にある場合は、前記姿勢モデルに設定されたデフォルトの照射位置を用いる
ことを特徴とする請求項４に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記照射位置決定部は、前記姿勢取得部が検出した前記特徴点が、前記姿勢モデルの前記特徴点の周囲に設定された許容範囲の外部にある場合は、前記姿勢モデルに設定されたデフォルトの照射位置を、前記姿勢取得部が検出した前記特徴点と前記姿勢モデルの前記特徴点の位置関係に応じて変化させる
ことを特徴とする請求項４または５に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記照射位置決定部は、前記被検体における光量分布と、前記姿勢モデルにデフォルトの照射位置を適用した場合の光量分布との差を低減するように、前記光の照射条件を制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記姿勢取得部は、前記被検体の特徴点をつないで前記被検体の構造体を示す情報を取得する
ことを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
前記被検体の前記姿勢情報と、前記照射位置とを関連付けて記憶する記憶部をさらに有し、
前記照射位置決定部は、前記姿勢モデルとして、前記記憶部に記憶された前記姿勢情報を用いる
ことを特徴とする請求項２ないし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】
前記姿勢取得部は、前記姿勢情報として、前記被検体の表面形状、前記被検体の支持状
態、または、前記被検体の内部構造を利用する
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記照射位置決定部は、前記被検体の注目領域が、前記音響波受信部が所定の条件を満たすように前記音響波を受信できる領域である光音響測定領域に含まれるように、前記照射位置を決定する
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
前記照射位置決定部は、前記注目領域が前記光音響測定領域に含まれるように前記照射位置を決定できない場合、使用者に対して通知を行う
ことを特徴とする請求項１１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１３】
前記音響波受信部の前記被検体に対する相対的な受信位置を移動させる位置移動部と、
前記姿勢情報に基づいて、前記音響波受信部が前記音響波を受信するときの受信位置を決定する受信位置決定部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１４】
前記位置移動部は、前記照射位置決定部が決定した前記照射位置と、前記照射部が照射する光の発光周期に応じて、前記移動の速度を制御する
ことを特徴とする請求項１３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１５】
前記特徴点は、前記被検体の生体的特徴または前記被検体に配置されたマーカー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項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１６】
被検体に光が照射されて発生した音響波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装置の制御方法であって、
前記光を照射するステップと、
前記音響波を受信するステップと、
前記被検体情報取得装置に設置された前記被検体の姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢情報に基づいて、前記照射するステップで前記被検体に前記光を照射するときの照射位置を決定するステップと、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体情報取得装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、生体の生理的情報である機能情報のイメージングの研究が近年行われている。機能情報のイメージング技術の一つとして光音響イメージング（Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ：ＰＡＩ）がある。
【０００３】
光音響イメージングでは、まず、光源から発生したパルス光が被検体に照射される。照射光は被検体内で伝播・拡散する。被検体内の複数の位置でこの光のエネルギーが吸収されると、光音響効果により音響波（以降、光音響波と呼ぶ）が発生する。この光音響波を変換素子で受信し、プロセッサ内で受信信号を解析処理することで、被検体内部の光学特性値に関する分布が画像データとして取得される。
【０００４】
一般的な光音響イメージング装置は、被検体への照射光量分布により取得される画像データが変化する。そのため、再現性の高い測定を行うには、被検体への光照射位置を適切に制御する必要がある。
【０００５】
特許文献１には、被検体の設置の状態を測定し、被検体を適切な位置へ移動する方法を提示する提示部を有する被検体情報取得装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−０４２５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されている被検体情報取得装置では、提示された移動方法に従って被検者が移動するため、被検者に移動の手間と時間を取らせてしまうことが想定される。また、被検体の移動による位置合わせでは、適切な測定姿勢を再現できない可能性がある。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、光音響イメージングにおいて、被検体への光照射位置を適切に制御するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に光が照射されて発生した音響波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装置であって、
前記光を照射する照射部と、
前記音響波を受信する音響波受信部と、
前記被検体情報取得装置に設置された前記被検体の姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢取得部と、
前記姿勢情報に基づいて、前記照射部が前記被検体に前記光を照射するときの照射位置を決定する照射位置決定部と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置である。
【００１０】
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に光が照射されて発生した音響波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装置の制御方法であって、
前記光を照射するステップと、
前記音響波を受信するステップと、
前記被検体情報取得装置に設置された前記被検体の姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢情報に基づいて、前記照射部が前記被検体に前記光を照射するときの照射位置を決定するステップと、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光音響イメージングにおいて、被検体への光照射位置を適切に制御するための技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る被検体情報取得装置の構成を示す模式図
【図２】信号処理部の構成例を説明するための模式図
【図３】第１の実施形態に係る測定姿勢条件を説明するための模式図
【図４】第１の実施形態に係る光照射位置の決定方法を説明するための模式図
【図５】第１の実施形態に係る被検体情報取得装置の動作を示すフローチャート
【図６】第２の実施形態に係る光照射位置の決定方法を説明するための模式図
【図７】第３の実施形態に係る表示画像の構成を示す模式図
【図８】第３の実施形態に係る被検体情報取得装置の動作を示すフローチャート
【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】
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。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。分布データは画像データとして生成され得る。
さらに、被検体内部に造影剤を投与している状態で光音響測定を行うと、造影剤の光吸収特性を反映した特性情報分布が取得できる。
【００１８】
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。
【００１９】
なお、以下の実施形態における被検体情報取得装置は、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主な目的とする。よって、被検体としては生体の一部、具体的には人や動物の一部位（乳房、臓器、循環器、消化器、骨、筋肉、脂肪等）の検査対象が想定される。また、検査対象の物質としては、ヘモグロビン、グルコース、また、体内に存在する水、メラニン、コラーゲン、脂質などを含む。さらには、体内に投与されたＩＣＧ（インドシアニン・グリーン）等の造影剤等、光の吸収スペクトルが特徴的な物質であればよい。また、ファントムなどの無生物を被検体としても良い。
【００２０】
［第１の実施形態］
（システム構成）
図１は、第１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。
第１の実施形態に係る被検体情報取得装置は、光音響イメージングを行う光音響装置である。被検体情報取得装置は、光源１００、光音響波を受信する変換素子２１０を備えるプローブ２００、走査位置センサ３１０を備える走査部３００、測定制御部４００、支持部５００、筐体６００、信号処理部７００を有している。さらに、本実施形態における被検体情報取得装置は、姿勢取得部８００、姿勢情報処理部９００、入力部１０００、記憶部１１００、表示部１２００を有している。
【００２１】
<<被検体Ｅ>>
被検体Ｅは、本発明における被検体情報取得装置の一部を構成するものではないが、以下に説明する。被検体の一例としては、上述のように、生体、具体的には人体や動物の乳房や指、手足などが想定される。被検体の内部には、生体であれば水や脂肪、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなど、光吸収係数の大きい光吸収体が存在するため、光照射に起因して光音響波が発生する。被検体としてファントムを用いる場合、光学特性を模擬した物質を光吸収体として内部に封入することで、光音響波の発生および測定が可能となる。
【００２２】
<<光源１００>>
光源１００は、被検体Ｅに照射するパルス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。物質濃度を測定する場合、複数波長の光を照射可能な波長可変レーザが好ましい。
【００２３】
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、７００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であることが望ましい。この領域の光
は比較的生体深部まで到達することができ、深部の情報を得ることができる。生体表面部の測定に限定すれば、５００〜７００ｎｍ程度の可視光から近赤外領域を使用してもよい。
【００２４】
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数１０ナノ秒以下が好適である。
なお、光照射のタイミング、波形、強度等は、後述する測定制御部４００によって制御される。
【００２５】
光源から出力されたパルス光は、光ファイバ、レンズ、ミラー、拡散板等の光を伝搬する部材（光学部材）により被検体に導かれる。これらの光学部材の一部は、被検体に光源からの光を導く照射部１１０を構成する。導光時には、これらの光学部材を用いて、パルス光のスポット形状や光密度を変更することもできる。なお、光はレンズで集光させるより、ある程度の面積に広げるほうが、生体への安全性ならびに診断領域を広げられるという観点で好ましい。なお、本実施形態では、被検体への光出射口をなす照射部は、後述する走査部３００に設けられており、走査部の動きに合わせて移動する。
【００２６】
<<プローブ２００>>
プローブ２００は、被検体Ｅの内部から到来する音響波を電気信号に変換する変換素子２１０を備える。変換素子２１０は、探触子、音響波探触子、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。変換素子は、被検体から発生した光音響波を取得する音響波受信部だと言える。あるいは、変換素子を含むプローブのことを音響波受信部と呼んでも良い。
【００２７】
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、変換素子には、上記の周波数帯を受信できる素子を用いる。変換素子は、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、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）などの高分子圧電膜材料、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。変換素子２１０によって、所定の条件を満たすような音響波を受信できる領域を、光音響測定領域とも呼ぶ。所定の条件とは例えば、所望の値以上の解像度で光音響画像を生成するために必要となる音響波を取得できることである。光音響測定領域は、例えば、変換素子２１０の音響波に対する感度が最も高い方向を指向軸としたとき、最高感度の半分以上の感度で音響波を受信できる角度範囲および距離範囲と定義できる。
【００２８】
また、複数の変換素子を使用することで、ＳＮ比の向上や測定時間短縮が期待できる。その場合、例えばリニア状、平面状、曲面状などの素子配置が可能である。さらに、半球状や球冠状の支持体を用いてもよい。半球状の支持体に複数の変換素子を配置する場合、各変換素子の指向軸を集まる３次元状の光音響測定領域が形成されるように、各変換素子の位置と方向を決定するとよい。
【００２９】
<<走査部３００>>
走査部３００は、被検体Ｅに対する光源１００およびプローブ２００の相対位置を変化させる装置（走査機構）である。走査部３００が走査するのは、光源１００と、プローブ２００と、のいずれかでもよい。例えば、走査部３００として、ガイド機構と、駆動機構と、走査位置センサ３１０とを、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の三方向それぞれに有する装置を利用できる。かかる走査部は、センサが取得した位置情報やユーザーからの指示情報に応じて、光
源および／またはプローブを移動させることができる。このように、被検体と、光源および／またはプローブとの相対位置を変化させることにより、被検体の広い範囲を撮像できる。
【００３０】
なお、光源１００およびプローブ２００を固定し、被検体を移動させてもよい。被検体を移動させる場合、被検体Ｅを支持する支持部、もしくは、筐体６００を動かすことで被検体Ｅを移動させる構成が考えられる。さらに、被検体Ｅと、光源１００と、プローブ２００と、をそれぞれ移動可能としてもよい。いずれの走査方法を取る場合でも、走査部は支持部と被検体の相対的な位置を移動させる位置移動部として機能する。
【００３１】
また、移動は連続的に行うことが望ましいが、一定のステップで繰り返してもよい。また、走査部３００は電動ステージであることが望ましいが、手動ステージであってもよい。ただし、ここに挙げたものだけに限定されず、被検体Ｅと光源１００のうち少なくとも一方を移動させることができれば、どのようなものであってもよい。
【００３２】
<<走査位置センサ３１０>>
走査位置センサ３１０は、走査部３００の位置（座標）を取得する手段である。走査位置センサ３１０は、装置の構成に応じて、１次元、２次元、もしくは３次元の位置座標情報を取得する。走査位置センサ３１０は、走査部３００の位置を取得することができれば、どのようなセンサであってもよい。例えば、リニアスケール、磁気センサ、赤外線センサ、超音波センサ、エンコーダー、可変抵抗器などを用いたポテンショメータなどを用いることができる。
【００３３】
<<測定制御部４００>>
測定制御部４００は、本実施形態に係る被検体情報取得装置の制御を司る手段である。測定制御部では、後述する姿勢情報処理部９００から送られる光照射位置に基づいて、光源１００の光照射のタイミング、波形、強度などを制御する。また、光照射位置と、走査位置センサ３１０から送られる位置情報と、を元に走査部３００の駆動を制御する。測定制御部４００は、光の照射に関する制御を行う照射制御部４１０と、走査に関する駆動制御を行う走査制御部４２０とを含むと考えてもよい。ただし、照射制御部と走査制御部は、必ずしも物理的に分かれている必要は無く、それぞれが機能モジュールであると考えてもよい。
【００３４】
測定制御部４００は、後述する信号処理部７００と一体でもよいし別々でも良い。いずれの場合でも、測定制御部４００は例えば、制御回路や情報処理装置などにより実現できる。情報処理装置としては、ＣＰＵやメモリ等の演算資源を有してプログラムや入力情報に従って動作するＰＣ等を利用できる。
【００３５】
<<支持部５００>>
支持部５００は、被検体の形状を一定に保つ目的や、被検体の位置を安定させる目的で被検体と当接される部材である。支持部５００は、筐体６００に取り付けられている。なお、被検体の形状や保持状態に合わせて、複数の支持部を交換可能にしてもよい。この場合、筐体６００は、複数の支持部を取り付け可能に構成されていることが好ましい。筐体６００への支持部５００の取り付け方法として、引っ掛け保持、ネジ止め、金具による固定、溝と突起の嵌合、棒状の部材と穴との嵌合など、種々の方法を利用できる。ただし、支持部５００が無くとも、被検体の位置を安定させられれば良い。
【００３６】
本実施形態の光源は、支持部５００を介して被検体Ｅに光を照射する。被検体へ照射される光量を低下させないため、支持部５００は光をよく透過する部材であることが好ましい。例えば、ポリメチルペンテンやポリエチレンテレフタラートなどを好適に用いること
ができる。また、メッシュ状、シート状あるいはフィルム状の支持部を用いてもよい。
【００３７】
支持部５００の形状は任意であるが、測定しようとする被検体の形状に合わせることが好ましい。例えば被検体が手（掌）のような比較的平らな形状であれば、被検体を載置する領域を備える、板状や皿状などの支持部を利用できる。また被検体が乳房であれば、カップ状や球冠状の支持部が好適である。また、一枚または二枚の板状の支持体で被検体を圧迫保持してもよい。
【００３８】
被検体Ｅで発生した光音響波は、支持部５００を通過して変換素子２１０に到達する。そのため、支持部５００は超音波を透過する部材であることが好ましい。この時、被検体内で発生する超音波の周波数帯域を考慮し、部材を決定することが望ましい。超音波を透過する部材としては、超音波の波長よりも十分に薄いポリエチレンテレフタラートなどを用いることができる。
【００３９】
被検体と支持部５００の間や、支持部５００と変換素子２１０の間には、水、ジェル、ひまし油等の音響整合材を充填し、音響的にマッチングさせておくことが好ましい。支持部５００と変換素子２１０の間の音響マッチングを確実に行うために、光源１００およびプローブ２００が固定された走査部３００を、水で満たされた容器の下部（底面付近）に配置し、当該容器の上部（水面付近）に支持部５００を配置してもよい。そして、支持部５００の少なくとも一部を水面下に沈めることにより、音響マッチングを実現できる。
【００４０】
<<信号処理部７００>>
信号処理部７００は、プローブ２００から取得した信号を解析することで、被検体内部の情報を取得する手段である。また、信号処理部７００は、測定制御部により制御された光照射位置情報と、後述する姿勢情報処理部９００が取得した姿勢情報と、に基づいて信号解析の内容を決定する機能を有している。
【００４１】
信号処理部７００は、一般的に、ＤＡＳ（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる回路と、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサからなる。信号処理部７００は、受信信号を増幅する増幅器、アナログの受信信号をデジタル化するＡＤ変換器、受信信号を記憶するＦＩＦＯ、ＲＡＭ等のメモリ等と、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）チップ等の演算回路を用いて構成できる。信号処理部７００は、複数のプロセッサや演算回路を組み合わせて構成されてもよい。
信号処理部７００は、受信信号や処理後の画像データ、特性情報分布データなどを記憶するメモリを備える。メモリは、典型的にはＲＯＭ、ＲＡＭ、およびハードディスクなどの記憶媒体から構成される。メモリは複数の記憶媒体から構成されていてもよい。
【００４２】
図２は、信号処理部７００の一具体例と外部装置との関係を示す模式図である。図２の例では、信号処理部７００は、ＤＡＳ７０１、メモリ７０２、ＣＰＵ７０３、ＧＰＵ７０４を備える。ＤＡＳ７０１は受信信号に対して、増幅やＡＤ変換などの処理を行い、処理後のデジタル信号をメモリ７０２に転送して記憶させる。
【００４３】
ＣＰＵ７０３は、信号処理部内の不図示のシステムバスを介して、各構成ブロックを制御する。また、また、ＣＰＵ７０３は、メモリ７０２に記憶されたデジタル信号に対して積算処理や補正処理などの信号処理を行うことができる。さらに、ＣＰＵ７０３は、信号処理後のデジタル信号をメモリ７０２に再度書き込み、ＧＰＵ７０４による分布データの生成に供する。ＧＰＵ７０４は、ＣＰＵ７０３により信号処理されメモリ７０２に書き込まれたデジタル信号を用いて特性情報の分布データを作成する。また、ＧＰＵ７０４は、作成された分布データに対して、輝度変換や歪補正、注目領域の切り出しなどの各種画像
処理を適用して、画像データを作成することができる。
【００４４】
信号処理部７００が特性情報分布データを作成する方法は任意であり、後述するような既知の画像最再構成手法を利用できる。分布データ作成に必要な外部情報は、ＣＰＵ７０３が通信ユニット（不図示）を介して被検体情報取得装置内の他の構成ブロックと信号を送受信することで取得される。
【００４５】
<<姿勢取得部８００>>
姿勢取得部８００は、被検体Ｅの設置姿勢を測定し、測定結果から算出して得られる情報を、姿勢情報として姿勢情報処理部９００に送る。被検体の姿勢情報とは、装置に設置された被検体の姿勢や設置状況を示す情報である。姿勢情報は例えば、被検体と装置の相対的な位置関係を示す情報や、被検体を構成する構造物の位置情報などを含んでも良い。姿勢情報は、被検体表面の形状を表す情報であってもよいし、被検体内部の構造を表す情報であってもよい。また姿勢情報は、三次元的な情報でもよいし、二次元的な情報でもよい。本実施形態の例では、支持部に投影された被検体の二次元的な情報を利用する。
【００４６】
ここで、姿勢取得部８００が姿勢情報を取得する方法として、以下の三種類を例示する。
第一の方法は、被検体Ｅの表面形状を測定して形状情報を取得する方法である。
例えば、ＲＧＢカメラを用いて被検体Ｅの表面情報を取得できる。ＲＧＢカメラの代わりに深度センサなどの距離画像取得カメラを用いてもよい。また、深度センサとＲＧＢカメラを併用してもよい。ＲＧＢカメラの設置位置としては走査部３００上が望ましいが、支持部５００の鉛直下方または鉛直上方、あるいは被検体の側面方向に設置してもよい。複数の位置にカメラを設置してもよい。また、カメラが用いる波長は可視光には限定されず、例えば赤外領域の波長を用いてもよい。
【００４７】
また、姿勢取得部８００が被検体Ｅに超音波を送信し、反射波を解析することでも、被検体Ｅの形状情報を取得できる。この場合、姿勢取得部８００が、プローブ２００とは別に、被検体に対して超音波を送受信するトランスデューサを有していてもよい。また、プローブ２００として超音波を送信可能なものを用いることで、形状を測定するための超音波を送受信させてもよい。この場合、プローブ２００は、光音響波の受信用のプローブと超音波送受信用のプローブを兼用する。
【００４８】
第二の方法は、被検体と支持部５００との接触状態を取得する方法である。
例えば、支持部に圧力センサを用いることで接触状態を測定することができる。圧力センサは支持部を取り付ける筐体６００に設置してもよい。複数の圧力センサを用いた測定を行うことで、被検体の２次元的な位置座標を取得できる。また、設置する圧力センサの数が限られる場合、支持部に加わる荷重の中心を被検体の姿勢情報の一つとして扱ってもよい。なお、支持部を設けない場合でも、被検体情報取得装置による被検体の支持状態を用いることで姿勢情報を取得できる。
【００４９】
第三の方法は、被検体Ｅの内部構造を測定によって取得する方法である。
内部構造として例えば、被検体内部に存在する血管の位置（血管形状）を利用できる。この場合、上述の構成の装置を用いて、超音波測定（ドップラーエコー法）によって、被検体内部において血流が存在する部分を推定できる。なお、血流が存在する部分は、２次元情報として取得してもよいし、３次元情報として取得してもよい。さらには、血流の変化の状態をリアルタイムに取得するようにしてもよい。なお、ドップラーエコー法を用いる場合、別系統の処理回路を設けてもよい。例えば、ダイナミックレンジが広く、分解能が高いＡ／Ｄコンバータを専用に設けてもよい。
【００５０】
なお、第一の方法および第三の方法では、超音波測定を利用して形態情報を取得する例を挙げたが、これ以外の手段（例えばＭＲＩ等）を用いてもよい。また、造影剤と、ＭＲＩやＸ線ＣＴ、その他、血流が存在する部分を確認できるモダリティを併用し、被検体内部の構造情報を取得してもよい。また、光音響測定によって被検体の血管形状を取得し、これを被検体の姿勢情報をして用いてもよい。光音響測定の結果を姿勢情報として用いる場合、姿勢取得部として新たにセンサを設けることなく姿勢情報を取得できる。
【００５１】
また、姿勢取得部８００は、複数種類の情報を取得してもよい。例えば、支持部５００の形状情報、被検体表面の形状情報、被検体内部の構造情報（血管形状に関する情報など）などを取得してもよい。また、取得した複数の情報から、利用する情報を選択してもよい。また、姿勢取得部８００は、時系列に連続で取得されるのが望ましいが、単一の時間での取得でもよい。また、カメラ等のセンサが単独で姿勢取得部を構成すると考えてもよいし、センサと、センサが取得した情報を処理する処理回路や情報処理装置を合わせて、姿勢取得部を構成すると考えてもよい。
【００５２】
<<姿勢情報処理部９００>>
姿勢情報処理部９００は、姿勢取得部８００で得られる測定結果を用いて、光音響測定領域に対する被検体Ｅの位置・姿勢が適切になるように、光の照射条件を決定する機能を有する。照射条件とは、光音響波受信時の被検体内部での光量分布や、被検体内部に伝搬する光の態様を決定するための条件であり、典型的には照射位置である。したがって姿勢情報処理部９００は、少なくとも機能モジュールとして照射位置決定部９２０を含む。照射位置は、光照射時点での被検体に対する照射部の位置として表してもよいし、被検体表面に入射する光束の中心位置として表してもよい。他にも、光の強度、照射の時間間隔、照射ピッチ、照射角度、光の波長など、好適な音響波を受信するために姿勢情報に応じて制御可能な条件であれば、照射条件に含まれ得る。
【００５３】
ここで、被検体の位置・姿勢が適切であるとは、被検体の特性情報を好適に取得するための条件（測定姿勢条件）を満たす位置関係にあることを意味する。測定姿勢条件を満たす場合とは、典型的には、被検体の注目領域が装置の光音響測定領域内に配置される場合である。
プローブ走査により音響波受信位置が移動可能な被検体情報取得装置を用いる場合、音響波の受信条件として音響波の受信位置を用いることが好ましい。したがって、姿勢情報処理部９００は、機能モジュールとして、プローブによる音響波受信条件を決定する受信位置決定部９４０を含むことが好ましい。音響波の受信条件には他にも、受信ゲイン、複数の変換素子がある場合の各変換素子の重み付け係数など、好適な音響波を受信するために姿勢情報に応じて制御可能な条件が含まれ得る。
【００５４】
姿勢情報処理部は、信号処理部７００や測定制御部４００と一体でもよいし別々でも良い。いずれの場合でも、姿勢情報処理部９００は、制御回路や情報処理装置などにより実現できる。情報処理装置としては、ＣＰＵやメモリ等の演算資源を有してプログラムや入力情報に従って動作するＰＣ等を利用できる。
【００５５】
測定姿勢条件について、図３を参照して説明する。ここでは被験体として手を用いる。まず、光音響測定領域９０５に対して各特徴点の理想的な相対位置を設定する。そして、そこからの位置ずれ量を基準として測定姿勢条件を設定する。姿勢モデル９０１は、標準的な被検体が配置された場合のモデル位置を示す。したがって姿勢モデル９０１は、標準的な姿勢情報とも言える。姿勢モデル９０１は、情報処理装置内で用いられる仮想的なものでもよいし、実体のあるものでもよい。姿勢モデル９０１上には、特徴点９０２が存在する。それぞれの特徴点９０２の周囲には、許容範囲９０３が設定されている。姿勢モデルを、被験体の種類や被検者の個人差に応じて選択可能にしたり、調整可能にしたりして
もよい。
【００５６】
また、被検体の注目領域９０４は、関心領域とも呼ばれ、被検体において特性情報を取得したい領域である。注目領域９０４は、光音響測定領域９０５の内部に位置している。被検体の各特徴点９０２がそれぞれ対応する許容範囲９０３の内部に位置する場合、姿勢情報処理部９００は、被検体の注目領域が光音響測定領域内に配置されており、測定姿勢条件が満たされていると判断する。
【００５７】
また、姿勢情報処理部９００は、被検体の注目領域内の照射光量およびそのばらつきを、測定姿勢条件の判断基準として用いてもよい。光音響測定では、取得する信号の強度が照射光量に依存する。照射光量およびそのばらつきは、光照射位置と注目領域の位置関係をもとに算出することができるため、これを測定姿勢条件としてもよい。光量のばらつきが大きい場合、照射位置のピッチを調整すると良い。また、各照射位置における光量を調整することによっても、光量ばらつきを低減できる。
【００５８】
測定姿勢条件の内容は、ユーザーの目的、被検体の種類、測定条件などにより異なるため、測定ごとに使用者が決定できることが望ましい。例えば、あらかじめ用意された測定姿勢候補の中から、被検体の部位に応じて選択してもよい。この時、被検体の部位の決定は、後述する入力部１０００より装置の使用者が入力してもよいし、姿勢取得部８００で得られた測定結果をもとに自動で検出してもよい。また、同じ被検体を複数回測定する場合、以前の測定時の条件に応じて測定姿勢条件を調整することも好ましい。
【００５９】
本実施形態において、測定姿勢条件を満たすように光照射位置を決定する方法について述べる。まず、姿勢取得部８００で得られた測定結果から、被検体の特徴点を検出する。乳房を被検体とする場合、特徴点としては乳頭の２次元的な位置座標が特に好適である。また、手足を被検体とする場合、特徴点としては指先・指の付け根など、画像から検出しやすい部位が好適である。また、ホクロのような生体的特徴を利用してもよい。また、被検体の形状や色が原因で特徴点を精度良く検出できない場合、接着剤やシールによってマーカーを貼付したり、塗料によってマーカーを記入したりして特徴点を設けることが好ましい。特徴点の検出は、公知の方法で乳頭などの特徴点画像を学習し検出してもよいし、表示されたカメラ画像から走査者が特徴点をディスプレイ上で指定することで行ってもよい。トラッキングの方法も公知の方法でよい。
【００６０】
検出した特徴点と測定姿勢条件との位置関係より光照射位置を決定する方法について、図４を参照しながら説明する。光照射位置は、光源１００の光照射タイミングおよび走査部３００の駆動によって制御される。走査部３００は、複数の光照射位置をより短時間で通過するように駆動されることが好ましい。ここで、走査部３００の駆動時の加速度は、使用する駆動機構および駆動力によって制限される。そのため、一般的な被検体情報取得装置では、短時間に必要な範囲を測定できるように、光照射位置および走査経路があらかじめ設定されている。そこで、あらかじめ設定された光照射位置および走査経路をテンプレートとし、測定姿勢条件と検出した特徴点の位置関係にもとづいて、テンプレートを移動・回転・伸縮などの方法で変化させることで、光照射位置を決定することができる。走査経路は、ラスタ式やスパイラル式など、被検体の形状や保持方法、走査駆動の方式などに合わせて任意に設定できる。
【００６１】
図４（Ａ）は、あらかじめ設定されたテンプレートを示している。テンプレートでは、被検体の姿勢モデル９０６上に設定された特徴点９０７と、光照射位置９０８、光照射位置を通過する走査経路９０９の位置関係が決められている。図４（Ｂ）は、姿勢取得部８００の測定結果９１０と、この測定結果から検出した特徴点を示している。図４（Ｃ）は、テンプレートと測定結果のそれぞれの特徴点の位置関係をもとに、テンプレートの光照
射位置および走査経路を移動・回転・伸縮させた様子を示す。このように、検出した特徴点とあらかじめ用意した姿勢モデルとの位置関係をもとに光照射位置を決定することで、多数の光照射位置を個別に決定する必要がなくなり、また、その全てを通過する走査経路を決定する必要もなくなる。
【００６２】
また、被検体姿勢の回転・伸縮に合わせて、光の照射条件を変化させてもよい。照射条件変更の例として、光伝送系の出射端を回転させたり、照射領域を絞ったりするなど、光照射のパターンの変更が挙げられる。このように光照射のパターンを変更することで、被検体の姿勢が変わった際の照射光量分布の差を低減することが可能となる。
【００６３】
光照射のタイミングは、各光照射位置の間隔と走査速度から決定される。ここで、光照射タイミングを一定とし、各光照射位置の間隔をもとに走査速度を決定してもよい。一般的に、レーザ光源の発光周期を自由に変更することには困難が伴う。そのため、光源１００にレーザ光源を用いる場合は、光照射タイミングを一定とした制御を行うことが好ましい。
【００６４】
姿勢情報処理部９００では、特徴点の数が２つより多い場合、特徴点の位置を自由に決めることができず、測定姿勢条件を満たさない可能性がある。この場合、姿勢情報処理部９００は、測定姿勢条件を満たすように光照射位置を決定できないことを使用者に通知することが好ましい。また、通知する際、使用者に対して被検体の移動方法を提示してもよい。また、決定した光照射位置に対して、走査部３００または光源１００に設定された動作範囲を逸脱する場合には、被検体の姿勢が不正であることを通知することが好ましい。これらの通知には、表示部への表示のほか、音声通知を用いてもよい。
姿勢情報処理部９００は、取得した姿勢情報および決定した光照射位置を装置の利用者に提示してもよい。例えば、取得した姿勢情報を、カメラで撮影した画像や、装置が生成した被検体情報（機能情報）などと併せて表示（並列表示、重畳表示、交互表示など）してもよい。
【００６５】
<<入力部１０００>>
入力部１０００は、装置の利用者が記憶部１１００に対して情報を入力するための手段である。入力部１０００として、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、ダイヤル、およびボタンなどを用いることができる。また、入力部１０００としてタッチパネルを採用し、表示部１２００と入力部１０００を兼ねることもできる。また、信号処理部、測定制御部、姿勢情報処理部などを情報処理装置の機能モジュールとして実現する場合、入力部１０００として、当該情報処理装置のユーザインタフェースを利用できる。
【００６６】
<<記憶部１１００>>
記憶部１１００は、入力部１０００より得た被検体情報と、姿勢情報処理部９００より得た被検体の姿勢情報と、を関連付けて記憶する手段である。記憶される情報の例として、姿勢取得部８００で測定した被検体姿勢、装置の光音響測定条件、姿勢情報処理部９００で決定された光照射位置などがある。また、信号処理部７００で得られた血管形状や、測定制御部４００の測定ログを記憶してもよい。ある被験者を２回以上測定する際には、以前の測定条件を記憶しておくとよい。以前の光音響測定条件は、姿勢情報処理部での光照射位置の決定に使用させたり、表示部に現在の状態と並列または重畳して表示させたりできる。記憶部１１００は、信号処理部７００と一体でもよいし別々でも良い。記憶部１１００として例えば、信号処理部を構成する情報処理装置のメモリを利用できる。
【００６７】
<<表示部１２００>>
表示部１２００は、信号処理部７００から出力される光音響測定の結果と、記憶部１１００に保存された被検体情報と、を画像や数値などを用いて表示する装置である。表示部
１２００としては、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、ＦＥＤなど、任意の装置を利用できる。また、表示部１２００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。
【００６８】
（処理フロー）
次に、図５に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る被検体情報取得装置の動作について説明する。
【００６９】
ステップＳ１０１にて、支持部５００に被検体Ｅを挿入する。ここで、被検体Ｅと支持部５００の間と、支持部５００と変換素子２１０の間に音響マッチング材を充填する。そして、姿勢取得部８００での測定を開始する。測定の開始は、各センサの検出信号を用いてもよいし、使用者がユーザインタフェース画面上の開始ボタンを押してもよい。
【００７０】
ステップＳ１０２では、姿勢情報処理部９００が、姿勢取得部８００の測定結果より被検体の特徴点を検出する。検出する特徴点は、被検体の部位に応じて決定される。被検体部位の決定および特徴点の検出は、装置が自動的に行なっても良いし、装置の使用者が入力部１０００を介して手動で行ってもよい。
【００７１】
ステップＳ１０３では、姿勢情報処理部９００が、検出した特徴点に基づいて、測定姿勢条件を満足するように光音響測定範囲および光照射位置を決定する。測定姿勢条件は、被検体Ｅの部位より自動または手動で選択される。測定姿勢条件の選択候補には、既定の測定姿勢モデルを使用してもよいし、以前の測定時の測定姿勢を使用してもよい。なお、全ての特徴点が姿勢モデルにおける許容範囲に含まれる場合は、基本値として設定済みの照射位置を利用できる。本ステップにおいて姿勢情報処理部９００は、図４（Ｂ）のように検出された特徴点が、図４（Ａ）のような姿勢モデルの特徴点の周囲に設定された許容範囲の内部に含まれる場合は、姿勢モデルに設定されたデフォルトの光照射位置９０８を採用する。一方、許容範囲の外部にある場合は、対応する特徴点同士の比較の結果に基づいて、姿勢モデルの光照射位置を移動・回転・伸縮などの方法で変化させる。許容範囲をどの程度の広さに設定するかは、所望の光音響画像の精度などに応じて任意に定められる。
【００７２】
ステップＳ１０４では、姿勢情報処理部９００が、決定された光照射位置に光照射可能であるか判断する。光照射可能な場合にはステップＳ１０６に、光照射が可能ではない場合にはステップＳ１０５に移る。
ここで、光照射不可能な場合の例を３つ挙げる。第１に、姿勢取得部８００の測定結果から、被検体の特徴点の検出ができないことが挙げられる。この理由としては、入力された被検体の部位が間違っていることや、被検体が姿勢取得部８００の測定範囲から外れていることなどが想定される。第２に、検出した特徴点の位置関係が不正であり、光照射位置を決定できないことが挙げられる。この原因としては、被検体Ｅが支持部５００に強く接触することで歪みが生じていることなどが想定される。第３に、決定した光照射位置に対する測定動作が、走査部３００および光源１００に設定された動作範囲を逸脱することが挙げられる。これには、走査部３００の走査範囲外に出てしまうことや、光照射位置間隔が広がりすぎて走査部の最高速度を超えてしまうことが想定される。
【００７３】
ステップＳ１０５では、装置の使用者に光照射が可能でないことを通知する。ここで、光照射が可能でない理由を提示することが好ましい。また、姿勢情報処理部９００は、理由と併せて、当該理由に応じて光照射を可能にする手段を計算し、使用者に提示してもよい。
【００７４】
ステップＳ１０６では、光照射が可能であることを通知する。ここで、測定した被検体
の設置姿勢および決定した光照射位置を提示してもよい。なおこのとき、使用者が、提示された光照射位置が不適切であると判断した場合に光照射位置を修正できるようなユーザインタフェースを提供しても良い。
【００７５】
ステップＳ１０７では、光音響測定を開始する。また、ステップＳ１０８では、信号処理部が信号解析・画像処理を行い、初期音圧分布を作成・表示する。
【００７６】
ここで、光音響測定および信号解析を行う具体的な方法について説明する。光音響測定では、各光照射位置で光源１００からパルス光が出力され、被検体Ｅに照射される。光は被検体内を伝搬・拡散し、被検体内に存在する吸収体に吸収される。吸収体は、各パルス光のエネルギーを吸収して光音響波を発生させる。発生した光音響波は、被検体内を伝搬し変換素子２１０に到達する。
【００７７】
複数の変換素子２１０の各々は、光音響波を受信することにより時系列の受信信号を出力する。出力された受信信号は、信号処理部７００に入力される。信号処理部７００は、入力された受信信号に増幅やデジタル化処理を施した後、被検体内の光吸収に基づく特性分布や濃度関連分布等の分布を生成する。また、信号処理部７００は、生成した分布を基に画像データを生成し、表示部１２００に出力する。なお、光音響顕微鏡等の比較的小さな被検体を検査対象とする装置の場合は、プローブ２００が備える変換素子２１０は１つでもよい。
【００７８】
以降の説明では、光吸収に基づく特性分布として初期音圧分布を求める例を取り上げる。被検体内のある位置（ｉ、ｊ、ｋ）における吸収係数μａは、式（１）により求められる。
Ｐ＝Γ・μａ・φ  …（１）
ここで、Ｐは位置（ｉ、ｊ、ｋ）における初期音圧（発生音圧）、Γはグリューナイゼン定数、φは位置（ｉ、ｊ、ｋ）に届いた光量を示す。
３次元空間座標上の位置（ｉ、ｊ、ｋ）における初期音圧Ｐは、プローブ２００から出力されたチャネル毎の受信信号を基に探触子の帯域補正用のフィルターをかけて、画像再構成することにより求められる。画像再構成手法としては、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｂａｃｋ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）や、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）等の公知の手法を利用できる。また、整相加算（Ｄｅｌａｙ  ａｎｄ  Ｓｕｍ）処理やフーリエ変換法を用いてもよい。
【００７９】
この画像再構成処理を各位置に対して行うことにより、各位置での初期音圧が求められる。それを関心領域の各位置に対して行うことで、初期音圧分布が取得できる。初期音圧分布は、被検体内のある領域に対応する３次元分布データ（ボクセルの集合データ）でもよいし、そのうちの一断面に対応する２次元分布データ（ピクセルの集合データ）でもよい。
【００８０】
なお、光フォーカス型の光音響顕微鏡や、フォーカス型プローブを用いた音響フォーカス型の光音響顕微鏡の場合は、画像再構成処理を行わずに分布データを生成することもできる。具体的には、走査部３００により、プローブ２００と光照射スポットとを被検体Ｅに対して相対的に移動させて、プローブ２００は複数の走査位置で光音響波を受信する。そして、得られた受信信号を時間変化に対して包絡線検波した後、光パルス毎の信号における時間軸方向を奥行き方向に変換して、空間座標上にプロットする。これを走査位置毎に行うことにより、分布データを構成できる。
【００８１】
信号処理部７００で吸収係数分布を算出する場合は、このようにして求められた初期音圧分布を基に、式（１）を用いて光量分布に関する補正を行う。なお、グリューナイゼン
定数は概ね一定と見なすことができる。光量分布は、被検体に照射した光分布を元に、被検体の形状と被検体内部の光伝搬を考慮した計算により求めることが望ましい。また被検体の種類に応じた所定のモデルを用いてもよい。また、単一の波長を照射した際の同位置での複数の特性分布や、複数の波長での同位置での特性分布間に位置のずれや変形が存在する場合は、複数の特性分布間で位置合わせなどを行うことが好ましい。位置合わせには、Ａｆｆｉｎｅ変換やＦＦＤ（Ｆｒｅｅ  Ｆｏｒｍ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）などの公知な方法を利用できる。
【００８２】
信号処理部７００は、上記のようにして求めた特性分布を表示部１２００に出力する。表示部１２００は、信号処理部７００により生成された吸収係数分布や、姿勢取得部８００により取得したカメラ画像を基に生成された画像データを表示する。その際、輝度変換、歪補正、対数圧縮処理などの画像処理や、データと共に各種表示アイテムを並べる表示制御も行う。このようにすることで、被検体が光音響測定範囲に含まれていない場合でも、移動方向と移動距離を提示することで、被検体の設置を行うことができる。
【００８３】
以上の処理フローの通り、本実施形態の装置は被検体中の特徴点を検出し、検出した特徴点と測定姿勢条件との位置関係より光照射位置を決定する。これにより、被検体が移動することなく、好ましい姿勢で測定を行うことが可能となる。なお、取得した姿勢情報及び光照射位置をディスプレイ表示するかは任意である。
【００８４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の装置構成は、第１の実施形態とほぼ同様である。そのため、第１の実施形態とは異なる部分を中心に説明する。本実施形態の装置は、姿勢取得部８００から検出した特徴点に対して、個別に光照射位置を決定する。
【００８５】
<<姿勢情報処理部９００>>
本実施形態の姿勢情報処理部９００は、姿勢取得部８００で得られる測定結果を用いて、光音響測定領域に対する被検体Ｅの位置・姿勢が適切になるよう、光照射位置を決定する。光照射位置の決定方法について図６を参照して示す。
【００８６】
被検体の部位によっては、被検体の姿勢を移動・回転・伸縮のみでは表現できない可能性がある。例えば手の測定では、指の開きなどによっても姿勢が変わってしまう。これに対応するため、本実施形態では、各関節を含む特徴点を検出し、それらをつなぐことで被検体の姿勢を構造体として取得する。図６の符号９１１は姿勢取得部の測定結果を示す。また、符号９１２は検出した特徴点を示している。特定の特徴点間には、骨組み９１３が設置されている。特徴点９１２と骨組み９１３により、被検体の姿勢が構造体として表現される。ただし、すべての特徴点が関節を示す必要はなく、また、すべての骨組みが生体の骨格を示す必要はない。
【００８７】
検出する関節およびそのつなぎ方は、様々な手法で決定できる。例えば、テンプレートモデルを用いる方法がある。また、被検体の各パーツに貼付したマーカー座標を解析する方法がある。また、操作者がディスプレイに表示された被検体画像を元に、指先や付け根、手首の端点を骨格情報として設定する方法がある。また、機械学習的な手法で関節位置とそのつながりを推定する方法がある。姿勢取得部は、特徴点をつないだ構造体を示す情報を、姿勢モデルの構造体と比較することによって姿勢情報を取得しても良い。
【００８８】
符号９１４で示した光照射位置を各特徴点間に配置する方法としては、等間隔で一列に配置してもよいし、あらかじめ設定された照射位置モデルを移動・回転・伸縮して配置してもよい。また、公知の方法で平面ポリゴンフェースを作成し、自動で光照射位置を配置してもよい。また、装置の使用者が入力部を介して決定してもよい。配置した全ての光照
射位置を通過する走査経路についても、自動で決定されることが好ましいが、装置の使用者が決定してもよい。
【００８９】
なお、配置する光照射位置間の間隔は、光源１００の光照射領域の半径より小さいことが望ましい。そのため、間隔が広い箇所に自動で光照射位置を配置してもよい。また逆に、複数の関節に対して個別に光照射位置を設定した後、既定の距離より近い光照射位置があった場合、そのどちらかを消去するなどの処理をしてもよい。
【００９０】
<<表示部１２００>>
表示部１２００は、上記の方法で決定された姿勢情報および光照射位置を装置の使用者に表示する。例えば、ディスプレイ上のカメラ画像に姿勢情報と光照射位置を重畳して表示する方法がある。
【００９１】
（処理フロー）
本実施形態の処理は、典型的には図５のフローと同様の一連の処理により実現できる。すなわち、図５のステップＳ１０３では、特徴点の移動・回転・伸縮に応じて光照射位置を決定していたが、本実施形態では被検体の姿勢を構成する各特徴点とこれをつなぐ骨組みに対して光照射位置を配置していく。また、配置した光照射位置を通過する走査経路についても、測定ごとに決定する。
【００９２】
以上述べたように、本実施形態によれば、移動・回転・伸縮のみでは表現できない姿勢の変化にも対応して、光照射位置を決定することができる。
【００９３】
［第３の実施形態］
第３の実施形態の装置構成は、第１の実施形態とほぼ同様である。そのため、第１の実施形態とは異なる部分を中心に説明する。本実施形態の装置は、過去に光音響測定した際の画像と特徴点、光照射位置を記憶し、それらの情報を元に光照射位置を再現して測定を行うものである。
【００９４】
<<姿勢情報処理部９００>>
本実施形態の姿勢情報処理部９００は、姿勢取得部８００で得られる測定結果を用いて、光音響測定領域に対する被検体Ｅの位置・姿勢が適切になるよう、光照射位置を決定する。ここで、位置・姿勢が適切であるとは、被検体の特性情報を好適に取得するための条件（測定姿勢条件）を満たす位置関係にあることを意味する。
【００９５】
本実施形態では、記憶部１１００に保存されている、過去に光音響測定した際の被検体への光照射位置を再現することを、測定姿勢条件として使用する。この時、被験者が過去に測定を行ったことがあるか、自動で確認されることが好ましい。例えば、被験者情報をキーとして電子カルテを参照することで、被検者の検査履歴を確認し、それぞれを比較できる。被検者が過去に複数回の測定を行っている場合、直近の測定結果を用いてもよい。選択した測定姿勢条件に対し、光照射位置を決定する際には、第１または第２の実施形態の方法を使用する。また、光照射位置を決定できない場合は、そのことを表示部１２００に表示する。
【００９６】
<<表示部１２００>>
本実施形態の表示部１２００は、記憶部から読みだした過去の光音響測定時の情報と、現在の情報を併せて表示する。表示される情報は、姿勢取得部８００の測定結果や検出した特徴点、決定した光照射位置などである。図７のディスプレイ画面１２１０には、ディスプレイ画面に複数のウインドウが表示されている。しかし、順次表示方式や切り替え表示方式で複数のウインドウを表示しても構わない。
【００９７】
ディスプレイ画面中、左の図（符号１２１１）は、現在の被検体姿勢に関する情報を示している。符号１２１４は姿勢取得部８００によって測定された現在の被検体姿勢である。また、符号１２１５は姿勢情報処理部９００によって検出された特徴点である。
【００９８】
中央の図（符号１２１２）は、現在の被検体姿勢を移動・回転・伸縮させた情報を示している。移動・回転・伸縮は、過去と現在の特徴点を重ねるように行う。符号１２１６と符号１２１７はそれぞれ、移動・回転・伸縮後の被検体姿勢および特徴点である。また、符号１２１８は過去の測定を再現する光照射位置であり、符号１２１９はすべての光照射位置を通過する走査経路である。
【００９９】
右の図（符号１２１３）は、過去の測定時の被検体姿勢に関する情報を示している。符号１２２０と符号１２２１はそれぞれ、過去の測定の被検体姿勢および特徴点である。符号１２２２は過去の測定の光照射位置であり、符号１２２３はその際の走査経路である。ここで、光照射位置には照射予定位置ではなく、走査位置センサ３１０および光源１００の動作ログをもとに算出される実際の照射位置を描画することが好ましい。
【０１００】
このように、過去と今回の測定姿勢条件を併せて表示することで、測定姿勢条件が再現できているか確認することが容易になる。
【０１０１】
（処理フロー）
次に、本実施形態に係る被検体情報取得装置の動作について、図７を参照して説明する。
ステップＳ２０１にて、姿勢情報処理部は、入力された被験者の情報をもとに、過去の測定を検索する。被験者情報は、使用者の入力情報を用いても良いし、被検者が装着するＩＣタグ等から取得しても良い。
【０１０２】
ステップＳ２０２では、被験者が過去に測定を行ったことがあるか判断する。測定を行ったことがない場合にはステップＳ２０３に、測定を行ったことがある場合にはステップ２０４に移る。また、複数の測定結果が見つかった場合には、使用者に選択させてもよいし、最新の測定結果を用いてもよい。
【０１０３】
ステップＳ２０３では、初回の光音響測定として、上記実施形態で説明したような、あらかじめ設定されたテンプレートに基づいて光照射位置を決定する。このとき、姿勢測定の結果と光照射位置を被験者情報と関連付けて記憶部に記憶する。
【０１０４】
ステップＳ２０４にて、支持部５００に被検体Ｅを挿入する。ここで、被検体Ｅと支持部５００、変換素子２１０の間に音響マッチング材を充填する。
ステップＳ２０５では、姿勢取得部８００の測定結果より被検体の特徴点を検出する。ここで、特徴点の検出は過去の測定時と同様の条件で行う。
ステップＳ２０６では、光音響測定範囲における特徴点の相対位置が、過去の測定と重なるよう光照射位置を決定する。
【０１０５】
ステップＳ２０７では、決定された光照射位置に光照射可能であるか判断する。光照射可能な場合にはステップＳ２０９に、可能でない場合にはステップＳ２０８に移る。
ステップＳ２０８では、装置の使用者に光照射が可能でないことを通知する。
ステップＳ２０９では、光照射が可能であることを通知する。ここで、測定した被検体の設置姿勢および決定した光照射位置を提示してもよい。また、使用者が提示された光照射位置が不適切であると判断した場合には、光照射位置を修正してもよい。
【０１０６】
ステップＳ２１０では、光音響測定を開始する。また、ステップＳ２１１では、信号解析・画像処理を行い、初期音圧分布を作成・表示する。
【０１０７】
このように、本実施形態では、過去に光音響測定した際の姿勢と比較して、光照射位置を決定する。これにより、被検体への照射光量の変化が抑えられ、再現性の高い測定が可能となる。また、過去の画像と現在の画像を比較できるようになるので、病気の経過観察などに効果を発揮する。
【０１０８】
本実施形態は、同じ被検者を２回以上測定する場合に採用できる。したがって１回目の測定においては、上記実施形態で説明したような、あらかじめ設定されたテンプレートに基づいて光照射位置を決定するとよい。
【０１０９】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又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出し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、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１００：光源、２００：プローブ、３００：走査部、４００：測定制御部、５００：支持部、６００：筐体、７００：信号処理部、８００：姿勢取得部、９００：姿勢情報処理部、１０００：入力部、１１００：記憶部、１２００：表示部
【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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