(57)【要約】【課題】広範囲に撮像を行え、かつ、安定した信号を取得できる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照射部と、前記光の照射に起因して前記被検体から発生した音響波を受信する探触子と、前記探触子を前記被検体に対して移動させる第一の移動機構と、前記光の照射位置を前記被検体に対して移動させる第二の移動機構と、を制御する移動制御部と、を有し、前記移動制御部は、前記被検体表面における光の照射位置と前記探触子とを互いに追従して移動させる第一の制御と、前記被検体表面における前記光の照射位置を固定し前記探触子を移動させる第二の制御と、を切り替える。【選択図】図１
2019195583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射する光照射部と、
前記光の照射に起因して前記被検体から発生した音響波を受信する探触子と、
前記探触子を前記被検体に対して移動させる第一の移動機構と、前記光の照射位置を前記被検体に対して移動させる第二の移動機構と、を制御する移動制御部と、
を有し、
前記移動制御部は、前記被検体表面における光の照射位置と前記探触子とを互いに追従して移動させる第一の制御と、前記被検体表面における前記光の照射位置を固定し前記探触子を移動させる第二の制御と、を切り替える
ことを特徴とする、光音響装置。
【請求項２】
前記光が所定の値よりも強い強度で照射される前記被検体表面の領域である強強度領域に関する情報と、撮像エリアに関する情報と、を取得する取得部をさらに有し、
前記移動制御部は、前記強強度領域が前記撮像エリアを完全に包含する場合に前記第一の制御を行い、前記強強度領域が前記撮像エリアを完全に包含しない場合に前記第二の制御を行う
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】
前記移動制御部は、前記強強度領域が前記撮像エリアに含まれない場合に、前記強強度領域を前記撮像エリアに対応する位置に移動させ、
前記位置に配置された前記強強度領域と、前記撮像エリアとに基づいて、前記第一の制御を行うか、前記第二の制御を行うかを決定する
ことを特徴とする、請求項２に記載の光音響装置。
【請求項４】
前記光が所定の値よりも強い強度で照射される前記被検体表面の領域である強強度領域に関する情報と、撮像エリアに関する情報と、を取得する取得部をさらに有し、
前記移動制御部は、前記強強度領域の面積である第一の面積と、前記撮像エリアに対応する前記被検体表面の領域の面積である第二の面積と、に基づいて、前記第一の制御を行うか、前記第二の制御を行うかを決定する
ことを特徴とする、請求項１に記載の光音響装置。
【請求項５】
前記移動制御部は、前記第二の面積が、前記第一の面積を上回る場合に、前記第一の制御を行い、前記第二の面積が、前記第一の面積を下回る場合に、前記第二の制御を行う
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】
前記移動制御部は、前記強強度領域と、前記撮像エリアとの位置関係にさらに基づいて、前記第一の制御を行うか、前記第二の制御を行うかを決定する
ことを特徴とする、請求項４に記載の光音響装置。
【請求項７】
前記強強度領域は、光の強度がピークエネルギーの１／ｅ２以上となる領域である
ことを特徴とする、請求項２から６のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項８】
前記被検体と前記光照射部の間に配置され、前記被検体を保持する保持部材をさらに有し、
前記取得部は、前記保持部材に照射される光のプロファイルに基づいて、前記強強度領域の位置および大きさを取得する
ことを特徴とする、請求項２から７のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項９】
撮像エリアに関する情報を取得する取得部をさらに有し、
前記移動制御部は、前記撮像エリアに対応する前記被検体表面の領域が所定の面積を上回る場合に前記第一の制御を行い、前記撮像エリアに対応する前記被検体表面の領域が所定の面積を下回る場合に前記第二の制御を行う
ことを特徴とする、請求項１に記載の光音響装置。
【請求項１０】
前記受信した音響波に基づいて、前記被検体内の特性情報を表す再構成画像を生成する画像生成部をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項１１】
前記画像生成部は、前記探触子が複数の受信位置で受信した音響波に基づいて１フレーム分の再構成画像を生成し、生成した再構成画像を逐次的に出力する
ことを特徴とする、請求項１０に記載の光音響装置。
【請求項１２】
前記移動制御部は、１フレーム分の前記再構成画像に対応する、前記複数の受信位置の組み合わせがフレームごとに異なる場合に、前記第二の制御を行う
ことを特徴とする、請求項１１に記載の光音響装置。
【請求項１３】
被検体に光を照射する光照射部と、前記光の照射に起因して前記被検体から発生した音響波を受信する探触子と、前記探触子を前記被検体に対して移動させる第一の移動機構と、前記光の照射位置を前記被検体に対して移動させる第二の移動機構と、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、
前記被検体表面における光の照射位置と前記探触子とを互いに追従して移動させる第一の制御と、前記被検体表面における前記光の照射位置を固定し前記探触子を移動させる第二の制御と、を切り替える制御ステップを含む
ことを特徴とする、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、光音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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技術として、光音響トモグラフィ（ＰＡＴ：ＰｈｏｔｏＡｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が知られている。
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によって、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組織によって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】
光音響装置の一例として、例えば特許文献１には、被検体に光を照射し、音響レンズの付いた探触子を走査させることで、被検体内の光音響情報を取得する顕微鏡タイプの小型光音響装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−７０８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の装置では、被検体に光を照射する部材（光照射部）が装置に対して固定されている。かかる形態によると、被検体に照射される光の光量分布が照射ごとに変化しないため、複数回の光照射に応じて被検体内から発生する光音響信号の強度関係が安定するという利点がある。
一方、広い範囲から光音響波を受信したい場合、光を照射する範囲を拡大するため、光照射部を移動させる必要が生じる。しかし、光照射部を移動させながら測定を行うと、被検体に照射される光の光量分布が変動するため、測定の定量性が低下するという問題が生じる。
【０００６】
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、広範囲に撮像を行え、かつ、安定した信号を取得できる光音響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】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明に係る光音響装置は、
被検体に光を照射する光照射部と、前記光の照射に起因して前記被検体から発生した音響波を受信する探触子と、前記探触子を前記被検体に対して移動させる第一の移動機構と、前記光の照射位置を前記被検体に対して移動させる第二の移動機構と、を制御する移動制御部と、を有し、前記移動制御部は、前記被検体表面における光の照射位置と前記探触子とを互いに追従して移動させる第一の制御と、前記被検体表面における前記光の照射位置を固定し前記探触子を移動させる第二の制御と、を切り替えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る被検体情報取得方法は、
被検体に光を照射する光照射部と、前記光の照射に起因して前記被検体から発生した音
響波を受信する探触子と、前記探触子を前記被検体に対して移動させる第一の移動機構と、前記光の照射位置を前記被検体に対して移動させる第二の移動機構と、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、前記被検体表面における光の照射位置と前記探触子とを互いに追従して移動させる第一の制御と、前記被検体表面における前記光の照射位置を固定し前記探触子を移動させる第二の制御と、を切り替える制御ステップを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、広範囲に撮像を行え、かつ、安定した信号を取得できる光音響装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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２】データ処理部１２０の機能構成を説明する図。
【図３】光吸収体３０１に対する光の光量分布を説明する図。
【図４】光照射エリアと撮像エリアの関係を示した図。
【図５】光照射エリアと撮像エリアの関係を示した第二の図。
【図６】第一の実施形態における処理フローチャート図。
【図７】光音響信号の取得および再構成画像の表示タイミングを説明する図。
【図８】光音響信号の取得タイミングごとの探触子の位置を表した図。
【図９】光音響信号の取得タイミングごとの探触子の位置を表した図。
【図１０】撮像エリアに対する光の照射分布を表した図
【図１１】第二の実施形態における処理フローチャート図。
【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。
【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、光音響装置またはその制御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】
実施形態に係る光音響装置は、被検体（例えば乳房、顔、手の平）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。
【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情報が得られる。この情報は、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。
以下に説明する実施形態では、ヘモグロビンを吸収体として想定した波長の光を被検体に照射することで、被検体内の血管の分布・形状のデータと、その血管における酸素飽和度分布のデータを取得し、画像化する光音響イメージング装置を想定する。
【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、吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布情報である。
【００１６】
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。
【００１７】
以下の実施形態では、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情報を取得する光音響装置を取り上げる。被検体は、被検者の乳房を想定する。ただし被検体は乳房に限られず、被検者の四肢など他の部位、ヒト以外の動物、無生物、ファントムなども考えられる。以下の実施形態における光音響装置は、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に好適である。
【００１８】
（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態に係る光音響装置のシステム構成を説明する図である。本実施形態に係る光音響装置は、光源１０１、光学系１０２、光照射部１０４、探触子１０６、信号取得部１１０、制御部１１１、第一走査機構１１２、第二走査機構１１３、データ処理部１２０を有して構成される。
【００１９】
装置が有する各構成要素について説明する。
光源１０１は、被写体に照射するパルス光を発生させる装置である。光源１０１は、大出力を得るために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。
光源１０１に用いるレーザは、出力が強く連続的に波長を変えられるものであることが好ましく、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザや、アレキサンドライトレーザなどを好適に用いることができる。また、Ｎｄ：ＹＡＧ励起のＴｉ：ｓａレーザや、ＯＰＯレーザを用いてもよい。
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、４００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下であることが望ましい。
特に、生体の深部をイメージングする際には、生体を構成する成分のうち検査対象とする特定の物質（例えばヘモグロビン）に吸収され、且つ、他の物質において吸収が少ない波長の光を用いる。具体的には、７００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下が好ましい。一方、生体表面近傍の血管を高解像度でイメージングする際は可視光領域を用いることもできる。ただし、テラヘルツ波、マイクロ波、ラジオ波領域の使用も可能である。なお、複数の波長の光を照射する場合、異なる波長の単波長レーザを複数含んで光源１０１を構成してもよい。
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。本実施形態に示すように被検体が生体である場合は、光源から発生するパルス光のパルス幅は１〜１００ナノ秒程度が好適である。
なお、光照射のタイミング、波形、強度等は、後述する制御部１１１によって制御される。
【００２０】
光学系１０２は、光源から発せられたパルス光を伝送する部材である。光源から出射された光は、レンズやミラーなどの光学部品により、所定の光分布形状に加工されながら被検体に導かれ、光照射部１０４から照射される。なお、光ファイバなどの光導波路などを用いて光を伝搬させることも可能である。
光学系１０２は、例えば、複数の中空の導波管を、ミラーを内包した関節によって接続し、この導波管内を導光させる構成であってもよい。また、ミラーやレンズなどの光学素子により空間中を伝搬させて導光させる構成であってもよい。
光学系１０２は、例えば、レンズ、ミラー、プリズム、光ファイバ、拡散板、シャッター、フィルタなどの光学機器を含んでいてもよい。光源１０１から発せられた光を被検体に所望の形状で照射できれば、光学系には、どのような光学部品を用いてもよい。なお、光をある程度の面積に広げることで、生体への安全性を向上させ、診断領域を広げることができる。また、反対に、レンズ等でビーム光の径をフォーカスして照射することで、解像度を上げることができる。
【００２１】
本実施形態では、光照射部１０４は、第一走査機構１１２によって二次元方向（図中ＸＹ方向）に移動可能に構成される。走査機構によって光照射部１０４を移動させることで、被検体上の任意の位置に光を照射することが可能になり、広い範囲の撮像が可能になる。
なお、以降の説明において、被検体表面に照射された光の光軸が被検体表面と交わる位置と、当該光の強度分布によって規定される領域を光照射エリア（図１における符号１１５）と称する。
【００２２】
第一走査機構１１２は、被検体に対して光照射部１０４を平面方向に移動させるための機構と、光照射部１０４の傾きを変化させる機構からなる。光照射部１０４を移動させる機構として、例えば、二軸リニアステージやパルスモータとボールねじを組み合わせた機構が挙げられるが、光照射部１０４を移動させることができれば、どのような移動機構を用いてもよい。また、光照射部１０４の傾きを変化させる機構として、アクチュエータを用いてもよい。これらの機構は、制御部１１１（本発明における移動制御部）からの指令に基づいて動作する。
【００２３】
探触子１０６は、被検体から発生した音響波を受信するユニットである。探触子１０６は、半球状の支持部材の内面に、複数（例えば５１２個）の変換素子１０５をスパイラル状に配置することで構成される。
【００２４】
支持部材は、複数の変換素子１０５を支持する略半球形状の容器である。本実施形態では、半球の内側面に複数の変換素子１０５が設置されている。なお、半球の内側には、音響整合材（例えば水）が貯留されてもよい。支持部材は、これらの部材を支持するため、機械的強度が高い金属材料などを用いて構成することが好ましい。より好ましくは、第二走査機構１１３により探触子１０６を移動させた場合に、探触子１０６の姿勢が保たれる程度の機械的強度を持つように支持部材を構成する。
【００２５】
変換素子１０５は、光の照射に起因して被検体の内部から到来する音響波を受信して、電気信号（以下、光音響信号）に変換する手段である。変換素子は、探触子、音響波検出素子、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。
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、音響
波探触子には、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。
【００２６】
また、音響波探触子は、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。
【００２７】
複数の変換素子１０５は、各素子の最も受信感度の高い方向（指向軸）が、略半球面形状の曲率中心およびその近傍からなる一定の領域に集中するようにアレイ状に配置されている。複数の変換素子１０５をこのように配置することで、半球の曲率中心において高い分解能を得ることができる。
【００２８】
このように、複数の変換素子１０５を多次元的に配置することで、同時に複数の位置で音響波を受信することができるため、測定時間を短縮できる。なお、複数の変換素子１０５の受信感度の高い方向を所定の領域に集中させることができれば、支持部材は半球状に限られない。例えば、支持部材は、楕円体を任意の断面で切り取った形状であってもよく、多面体で構成されてもよい。
【００２９】
探触子１０６は、第二走査機構１１３によって二次元方向（図中ＸＹ方向）に移動可能に構成される。走査機構によって探触子１０６を移動させることで、被検体に対する異なる複数の位置で光音響波を受信することが可能になり、広い範囲の撮像が可能になる。
第二走査機構１１３は、被検体に対して探触子１０６を平面方向に移動させるための機構を有して構成される。探触子１０６を移動させる機構として、例えば、二軸リニアステージやパルスモータとボールねじを組み合わせた機構が挙げられるが、探触子１０６を移動させることができれば、どのような移動機構を用いてもよい。これらの機構は、制御部１１１からの指令に基づいて動作する。
【００３０】
保持部材１０３は、被検体を保持する部材である。保持部材１０３によって被検体を保持することで、撮像中の被検体を固定することができる。これにより、被検体に対する光の照射位置の見積もり、音響波の伝搬経路の推定等が容易になり、測定の精度が向上する。
保持部材１０３は、被検体を支える強度と、光と音響波を透過させる特性を有する材質であることが好ましい。例えば、アクリル、ポリカーボネート、ＰＥＴ等の透明樹脂や、シリコーンゴム、天然ゴム、ウレタンゴム等のゴムシート、また、広範囲に均一な開口が設けられているメッシュ素材などを利用することができる。
なお、被検体を任意の形状に固定することができれば、保持部材１０３の形状は限定されない。例えば、被検体が乳房など凸形状のものである場合、探触子１０６側に突き出たカップ形状の保持部材を用いてもよい。また、被検体が手のひらや足裏等、平面形状である場合、平板状の保持部材を用いてもよい。
本実施形態では、第二走査機構１１３の走査平面と平行に設置された平面ＰＥＴ板を保持部材１０３として利用する。これにより、変換素子１０５と被検体との距離を一定に保つことができる。
【００３１】
なお、保持部材１０３は必須構成ではない。保持部材１０３が無いと被検体の表面位置が不定となるため、測定の精度は低下するが、被検体情報の取得は可能である。この場合、被検体の形状を取得する他の手段を用いてもよい。例えば、カメラ画像を解析した結果
や、皮膚や皮膚表面付近にある血管の音響情報に基づいて、被検体の形状を推定する手法を利用することもできる。
【００３２】
なお、必要に応じて、保持部材１０３の内側に音響整合材を貯留してもよい。音響整合材は、被検体や保持部材１０３と探触子１０６とを音響的に整合させるための部材である。音響整合材は、音響波を伝搬し、かつ探触子１０６の走査を妨げないものが好ましい。例えば、水、ＤＩＤＳ（セバシン酸ジイソデシルエステル）、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、シリコーンオイル、ひまし油などの液体を利用することができる。本実施形態では水を使用している。なお、本実施形態では、保持部材１０３の内側と、保持部材１０３と変換素子１０５との間が、音響整合材で満たされている。
【００３３】
信号取得部１１０は、変換素子１０５が取得した電気信号を増幅してデジタル信号に変換する手段である。
信号取得部１１０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変換するＡ／Ｄ変換器、受信信号を記憶するＦＩＦＯ等のメモリと、ＦＰＧＡチップ等の演算回路を用いて構成されてもよい。また、信号取得部１１０は、複数のプロセッサや演算回路から構成されていてもよい。
【００３４】
データ処理部１２０は、信号取得部１１０から出力されたデジタル信号を再構成し、被検体内の特性情報を表す画像データを生成する手段（本発明における画像生成部）である。図２を参照して、データ処理部１２０の詳細について説明する。
データ処理部１２０は、光音響信号に対して再構成を行い、被検体の特性情報を表すボリュームデータを生成する手段（情報取得部１２１）と、当該ボリュームデータを画像に変換する手段（画像処理部１２２）を含む。
データ処理部１２０は、ＣＰＵとＲＡＭ、不揮発メモリ、制御ポートを有するコンピュータで構成してもよい。不揮発メモリに格納されたプログラムがＣＰＵで実行されることにより制御が行われる。データ処理部１２０は、汎用コンピュータや、専用に設計されたワークステーションによって実現されてもよい。また、データ処理部１２０の演算機能を担うユニットは、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサ、ＦＰＧＡチップ等の演算回路で構成されていてもよい。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るだけでなく、複数のプロセッサや演算回路から構成されていてもよい。
【００３５】
情報取得部１２１は、デジタル変換された信号（光音響信号）に基づいて、被検体内部の特性情報を位置ごとに取得する。具体的には、複数の変換素子１０５が取得した時系列の受信信号を用いて再構成を行うことにより、２次元または３次元の空間座標上の位置に対応する特性値のデータ（分布データ）を求める。
再構成の単位領域は、ピクセルまたはボクセルと呼ばれる。再構成の手法としては、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）やタイムリバーサル法、モデルベース法、フーリエ変換法等の、公知の再構成手法を利用できる。また、超音波イメージングで使われている整相加算（Ｄｅｌａｙ  ａｎｄ  Ｓｕｍ）処理を用いてもよい。
【００３６】
なお、本発明を、光フォーカス型の光音響顕微鏡や、フォーカス型探触子を用いた光音響顕微鏡に適用する場合、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、第二走査機構１１３により、探触子１０６を被検体に対して相対移動させ、探触子１０６が複数の位置で光音響波を受信する。そして、情報取得部１２１が、得られた光音響信号を時間変化に対して包絡線検波した後、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。
【００３７】
画像処理部１２２は、情報取得部１２１によって生成された特性情報や分布データに基
づき、表示部１１４に出力するための画像データを生成する。具体的には、輝度変換、歪補正、注目領域の切り出し、血管抽出処理、動脈と静脈を分離する処理、対数圧縮処理などの画像処理を行う。
【００３８】
なお、データ処理部１２０の記憶機能を担うユニットは、ＲＯＭ、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や、ＲＡＭなどの揮発性の媒体であってもよい。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。なお、これらのユニットは、１つの記憶媒体から構成されるだけでなく、複数の記憶媒体から構成されていてもよい。
【００３９】
制御部１１１は、被検体に対する光照射制御、光照射部１０４の移動制御、探触子１０６の移動制御など、装置全体の制御に関する指令を行う手段である。
【００４０】
表示部１１４は、データ処理部１２０が取得した情報およびその加工情報を表示する手段であり、典型的には液晶や有機ＥＬなどを用いたディスプレイ装置である。表示部１１４は、本発明に係る光音響装置を構成するものでなくてもよい。
【００４１】
次に、本実施形態に係る光音響装置が行う、被検体情報を取得する処理の概要について説明する。
光源１０１から発せられたパルス光が、光学系１０２および光照射部１０４を介して被検体Ｅに照射される。被検体の内部を伝搬した光のエネルギーの一部が血液、血管、腫瘍などの光吸収体に吸収されると、熱膨張により当該光吸収体から音響波が発生する。生体内にがんが存在する場合は、がんの新生血管において他の正常部の血液と同様に光が特異的に吸収され、音響波が発生する。
なお、酸素飽和度のような生体内の濃度情報を測定する場合、互いに異なる波長を有する複数のパルス光を別々のタイミングで出力させてもよい。
生体内で発生した光音響波は、探触子１０６が有する変換素子１０５によって受信され、時系列のアナログ電気信号として出力される。
【００４２】
本実施形態では、被検体に対する光の照射位置を、第一走査機構１１２によって変更しながら光の照射を行うことができる。また、探触子１０６と被検体の相対的な位置関係を、第二走査機構１１３によって変更しながら、音響波の取得を行うことができる。すなわち、被検体上の異なる位置に光を複数回照射しながら、複数の位置において光音響信号を取得することができる。
【００４３】
以降の説明において、被検体に対する光の照射位置とは、照射光の光軸が被検体の表面と交わる位置を指し、「光照射エリアの中心座標」と同義である。なお、本実施形態では、光軸に対応する座標を光照射エリアの中心とするが、光照射エリアの中心座標には、光量分布の輝度重心位置などを用いてもよい。
【００４４】
変換素子１０５が出力した信号は、信号取得部１１０において増幅およびデジタル変換されたのち、データ処理部１２０で解析される。解析結果は、生体内の特性情報（例えば、初期音圧分布や吸収係数分布）を表すボリュームデータとなり、二次元の画像に変換されたのちに表示部１１４を介して出力される。
【００４５】
次に、本実施形態に係る光音響装置に特有の処理について説明する。
本実施形態に係る光音響装置は、複数の撮像領域サイズがあらかじめ設定されており、装置のユーザが、撮像の中心座標と、撮像領域サイズを指定および選択可能な構成となっている。例えば、被検体表面の広範囲の画像が表示部１１４に表示され、ユーザが選択した撮像領域サイズの枠体が、選択した座標を中心に表示され、撮像箇所が視覚的に認識で
きるようになっている。撮像の中心座標と撮像領域サイズを決定することで、被検体表面における撮像対象領域（以下、撮像エリア）が決定される。撮像エリアは、再構成によって画像化が行われる領域を被検体表面に投影した領域である。
【００４６】
そして、決定された撮像エリアの座標および大きさに基づいて、撮像を行う際の探触子１０６の移動パターンが決定される。移動パターンとは、被検体を撮像する際に、探触子１０６がどのような経路で移動し、どの位置で音響波を受信するかを示した情報である。移動パターンは動的に生成してもよいし、予め設定されたものの中から選択してもよい。
なお、本実施形態に係る光音響装置は、探触子１０６と光の照射位置を互いに追従して移動させる制御を行うことができる。この場合、移動パターンは、被検体に対する光の照射位置がどのような経路で移動し、どの位置で光の照射を行うかを示した情報であると言える。
【００４７】
制御部１１１は、設定された移動パターンに従って、光源１０１、第一走査機構１１２、第二走査機構１１３に対して命令を発行し、これにより、被検体への光の照射制御、光の照射位置制御、探触子１０６の位置制御が行われる。
【００４８】
ところで、被検体情報を再構成する場合、可能な限り探触子１０６を移動させ、複数の位置で音響波を受信することが好ましい。複数の場所で音響波を取得し画像を再構成することで、良好なＳ／Ｎ比が得られ、高解像度化が可能になるためである。また、変換素子１０５の位置に依存して発生するアーチファクトを低減できるためである。さらに、光フォーカス型の光音響顕微鏡や、フォーカス型の探触子を用いた光音響顕微鏡に本発明を適用する場合、探触子１０６の移動範囲に応じて広い範囲を再構成することができる。
【００４９】
一方、被検体に対する光の照射位置は、可能な限り固定することが好ましい。これは、被検体に照射される光の光量分布が均一ではなく、同じ光照射エリア内において光量に強度差が生じるという理由による。このような光照射エリアが移動すると、複数の光吸収体から生じる信号の大小関係が変化し、再構成を行う際の信号の組み合わせによっては、同じ光吸収体から発生する光音響信号にムラが生じてしまう。
【００５０】
これについて、図３を参照して説明する。図３は、線状の光吸収体３０１に対して、それぞれ異なる位置に光を照射した場合の例を示している。図示したように、光吸収体内のＰｏｓ１およびＰｏｓ２から発生する光音響信号は、照射光の光量によって、その強度が逆転する。すなわち、撮像対象に対する光の照射位置を固定することで、再構成画像の再現性を安定させることができる。例えば、光の照射位置を決定した後、第一走査機構１１２を停止させた状態で撮像を行うことで、再構成画像を安定させることができる。
【００５１】
しかし、被検体に対する光の照射位置を固定すると、広い範囲から光音響信号を取得できなくなってしまう。そこで、本実施形態に係る光音響装置では、設定された撮像エリアの大きさに基づいて、光の照射位置を固定するか、探触子１０６に追従させて照射位置を移動させるかを切り替える。
【００５２】
光照射エリアは、前述したように、被検体表面に照射された光の光軸が被検体表面と交わる位置と、当該光の強度分布によって規定される領域である。
被検体上において光照射エリアがどのように形成されるかは、被検体の形状と、光照射部１０４の位置に基づいて取得することができる。本実施形態では、被検体は、第一走査機構１１２の走査平面と並行な保持部材１０３によって保持され、かつ、光照射部１０４は、傾きを固定した状態で並行移動するため、被検体に照射される光の強度分布は、光照射エリアの位置にかかわらず変化しない。よって、制御部１１１は、規定のプロファイルを用いて光照射エリアを取得することができる。
【００５３】
なお、第一走査機構１１２の走査面と、被検体の表面が平行ではない場合、被検体の表面形状を仮定し、強度分布が変化しないものと仮定して光照射エリアを算出ないし取得してもよい。このようにすることで、光照射エリアの取得過程を簡略化することができる。
【００５４】
本実施形態では、探触子１０６と、被検体に対する光の照射位置とを互いに追従させて移動させる制御を第一の制御と称し、被検体に対する光の照射位置を固定し、探触子１０６のみを移動させる制御を第二の制御と称する。
【００５５】
被検体を撮像する際に第一の制御を行うか、第二の制御を行うかは、以下の方法によって判定することができる。
すなわち、所定の強度以上で光の照射が行える被検体上の領域が、撮像エリアに対応する被検体上の領域を完全に包含している場合に第二の制御を行い、それ以外の場合に第一の制御を行うものである。所定の強度以上の光が照射される被検体上の領域を、以降、強強度領域と称する。
【００５６】
図４を参照して説明する。本例では、照射される光のエネルギーが、ピークエネルギーの１／ｅ２以上である領域を強強度領域とする。図４（Ａ）の例では、半径Ｒ１によって規定される領域が強強度領域である。照射される光のエネルギーは、例えばガウス分布に近似したプロファイルに基づいて推定することができる。また、図４（Ｂ）は、撮像エリアのサイズを示した図である。
【００５７】
強強度領域の直径（すなわち、Ｒ１×２）が、撮像エリアの対角線の長さＬｄよりも大きい場合、撮像エリア内の全ての位置に対して所定の強度以上の光が照射できることがわかる。本実施形態では、かかる場合において、第二の制御、すなわち、被検体に対する光の照射位置を固定したまま撮像する制御を行う。
一方、強強度領域の直径が、撮像エリアの対角線の長さＬｄよりも小さい場合、撮像エリア内の全ての位置に対して所定の強度以上の光が照射できないことがわかる。本実施形態では、かかる場合において、第一の制御、すなわち、被検体に対する光の照射位置と探触子１０６とを互いに追従させて撮像する制御を行う。
換言すると、強強度領域の面積と撮像エリアの面積を比較した結果に基づいて、第一の制御を行うか、第二の制御を行うかを決定する。
【００５８】
ところで、前述した方法のみでは、被検体に対する光照射部１０４の位置によっては、適切ではない判定が行われてしまうおそれがある。そこで、本実施形態に係る光音響装置は、撮像を開始する前に、強強度領域が撮像エリアをカバーしているかを判定し、カバーしていない場合に、光照射部１０４（すなわち、強強度領域の位置）を移動させる制御を行う。
【００５９】
図４（Ｃ）は、初期状態における光照射エリアと、撮像エリアとの位置関係を示した図である。本例では、光照射エリアの中心座標から、撮像エリアの最も遠い点までの距離をＲｄ１とする。初期状態における強強度領域の直径（すなわち、Ｒ１×２）が、Ｒｄ１を上回る場合、光照射部１０４を動かさずとも、撮像エリア内の全ての位置に対して所定の強度以上の光が照射できることがわかる。
【００６０】
一方、初期状態における強強度領域の直径が、撮像エリアの対角線の長さＲｄ１を下回る場合、撮像エリア内の全ての位置に対して所定の強度以上の光が照射できないことがわかる。このような場合、第一走査機構１１２によって光照射部１０４の位置を変更することで光照射エリアを移動させる。
光照射エリアの移動先は、例えば、撮像エリアの中央付近とすることができる。例えば
、図５（Ａ）に示したように、光照射エリアの中心座標がＬｎｅｘｔだけ移動するように第一走査機構１１２を制御し、光照射部１０４を移動させてもよい。
このように、面積に加え、強強度領域と撮像エリアとの位置関係をさらなる判断基準として、第一の制御を行うか、第二の制御を行うかを決定するようにしてもよい。
【００６１】
なお、前述した方法では、強強度領域の直径を用いて比較を行ったが、光照射エリアにおける光の強度分布が均一ではない場合、強強度領域の直径以外を用いて比較を行ってもよい。照射光の光照射エリアにおける強度分布が不均一である場合の例を図５（Ｂ）に示す。光照射エリアにおける強度分布が不均一な場合、例えば、強強度領域の幅の最小値、最大値、平均値などを用いて、前述した比較を行うようにしてもよい。また、光照射エリアの中心から強強度領域の辺縁までの距離の最小値、最大値、平均値などを用いて、前述した比較を行うようにしてもよい。また、撮像エリアの長手方向の向きや、探触子１０６の移動方向を考慮して比較を行うようにしてもよい。
【００６２】
次に、本実施形態に係る光音響装置が行う処理のフローチャートについて、図６を参照しながら説明する。
まず、ステップＳ１０１で、装置のユーザが、撮像エリアのサイズと位置を指定する。これにより、撮像エリアと、探触子１０６の移動パターンが決定される。
次に、ステップＳ１０２で、制御部１１１が、被検体の形状と、初期状態における第一走査機構１１２の位置情報に基づいて、初期状態における光照射エリアの位置および強度分布を取得する。初期状態における光照射エリアの位置および強度分布は、算出してもよいし、プロファイル等に基づいて予め定義されたものを読み込んでもよい。
【００６３】
次に、ステップＳ１０３で、初期状態における光照射エリアと、撮像エリアに関する情報に基づいて、（１）光照射エリアの中心座標、（２）強強度領域の大きさ、（３）撮像エリアの位置および大きさを取得する。なお、本実施形態では、強強度領域の大きさは、プロファイルに基づいて取得する。
次に、ステップＳ１０４で、初期状態における強強度領域が、撮像エリアを全て含んでいるかを判定する。前述したように、当該判定は、光照射エリアの中心座標から、撮像エリアの最も遠い点までの距離（Ｒｄ１）と、強強度領域の直径（Ｒ１×２）とを比較することで行うことができる。
ここで、初期状態における強強度領域が、撮像エリアを全て含んでいる場合、処理はステップＳ１０６へ遷移する。
ステップＳ１０６では、第二走査機構１１３を駆動することで、探触子１０６のみを、撮像エリアに対応する位置へ移動させる。当該位置が、移動パターンにおける初期位置となる。
【００６４】
一方、初期状態における強強度領域が、撮像エリアを全て含んでいない場合、処理はステップＳ１０５へ遷移する。
ステップＳ１０５では、第一走査機構１１２および第二走査機構１１３を駆動することで、探触子１０６と光照射部１０４の双方を、撮像エリアに対応する位置へ移動させる。当該位置が、移動パターンにおける初期位置となる。
【００６５】
ステップＳ１０７では、光照射エリアの中心座標に基づいて、強強度領域が、撮像エリアを全て含んでいるかを判定することで、第一の制御を行うか、第二の制御を行うかを決定する。ここで、強強度領域が撮像エリアを全て含んでいる場合、第二の制御を行うため、処理をステップＳ１０９へ遷移させる。
ステップＳ１０９では、第二の制御、すなわち、探触子１０６のみを移動させる制御を行いながら、被検体に対する撮像を行う。具体的には、移動パターンに含まれる複数の信号取得位置に探触子１０６を移動させながら、光の照射および音響波の受信を行う。
【００６６】
一方、強強度領域が、撮像エリアを全て含んでいない場合、第一の制御を行うため、処理をステップＳ１０８へ遷移させる。
ステップＳ１０８では、第一の制御、すなわち、被検体に対する光の照射位置と探触子１０６とを互いに追従させる制御を行いながら、被検体に対する撮像を行う。具体的には、移動パターンに含まれる複数の信号取得位置に探触子１０６および光照射エリアの中心を移動させながら、光の照射および音響波の受信を行う。
【００６７】
被検体から発生した音響波は、変換素子１０５によって受信され、電気信号に変換されたのちに信号取得部１１０へ出力される。Ａ／Ｄ変換や増幅等の処理を経た光音響信号は、データ処理部１２０へ出力され、データ処理部１２０（情報取得部１２１）が、被検体内における初期音圧分布を生成する（ステップＳ１１０）。
なお、本例では単一の波長の光を照射するものとしたが、異なる複数の波長（例えば、λ1，λ2の二波長）の光を交互に照射し、各波長に対応する初期音圧分布を取得したうえで、光吸収体の濃度分布を表すデータを生成してもよい。
そして、ステップＳ１１１で、画像処理部１２２が、初期音圧分布や濃度分布に基づいて画像データを生成し、表示部１１４へ出力する。
【００６８】
以上説明したように、第一の実施形態によると、撮像エリアと強強度領域の位置関係に基づいて、光の照射位置を固定して撮像を行うか、光の照射位置と探触子とを互いに追従させながら撮像を行うかを決定する。かかる形態によると、安定した光音響信号の取得と、撮像エリアの広範囲化を両立させることができる。
【００６９】
（第二の実施形態）
第一の実施形態に係る光音響装置は、光音響信号の取得が完了したちに画像の再構成を行い、被検体情報を含む画像（静止画）を表示部１１４に出力した。これに対し、第二の実施形態は、被検体情報を連続した画像（動画）として逐次的に出力する実施形態である。第二の実施形態に係る光音響装置の構成は第一の実施形態と同様であるが、取得した光音響信号に基づいて再構成を逐次行い、生成した画像を周期的に出力するという点において相違する。
【００７０】
第二の実施形態に係る光音響装置は、第一の実施形態のような、取得した被検体情報を静止画によって出力するモードのほか、取得した被検体情報を動画によって出力するモード（動画モード）を選択可能に構成される。
【００７１】
図７は、音響波を受信して光音響信号を生成するタイミングと、再構成画像の表示タイミングを説明する図である。第二の実施形態に係る光音響装置は、複数のタイミングで生成された光音響信号に基づいて１フレーム分の再構成画像を生成し、出力する。
図７（Ａ）は、撮像開始から撮像終了までの間に生成した光音響信号をすべて用いて、１枚の再構成画像を得る場合の例である。本例は、第一の実施形態に対応する。
これに対し、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）は、１つ以上の光音響信号をもとに再構成画像を生成し、その都度表示する場合の例である。本例では、逐次に新たに再構成された画像（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３…）が動画のように連続して表示される。
【００７２】
動画モードを選択した場合、画像の再構成に用いられる光音響信号は、図７（Ａ）のような静止画モードに比べると少なくなる。しかし、可能な限り探触子１０６を移動させ、複数個所において信号を受信することで、アーチファクトを低減することができ、再構成画像の画質を向上させることができる。本実施形態では、１０Ｈｚの周期で光の照射と音響波の受信を実施しており、２Ｈｚの周期で探触子１０６を円周軌道に沿って移動させている。
【００７３】
図８は、図７（Ｂ）の例における、探触子１０６の位置関係を示した図である。本実施形態では、音響波の受信を１０Ｈｚの周期で行い、探触子１０６が２Ｈｚの周期で移動するため、探触子１０６は、音響波を受信するごとに円周軌道上を７２度ずつ移動する。
図７（Ｂ）の例では、１フレームあたり３組の光音響信号を用いて画像の再構成を行っている。すなわち、３箇所で受信した光音響信号を用いて、１フレーム分の再構成画像を生成している。図からもわかるように、本例の場合、３箇所の位置の組み合わせは、フレームごとに変化する。
【００７４】
また、図９は、図７（Ｃ）の例における、探触子１０６の位置関係を示した図である。
図７（Ｃ）の例では、１フレームあたり５組の光音響信号を用いて画像の再構成を行っている。すなわち、５箇所で受信した光音響信号を用いて、１フレーム分の再構成画像を生成している。図からもわかるように、本例の場合、５箇所の位置の組み合わせは、毎フレーム同一となる。
【００７５】
図７（Ｃ）の例では、図７（Ｂ）の例と比較して、再構成に用いる光音響信号の数が多いため、良好なＳ／Ｎ比を得ることができ、アーチファクトも軽減されるが、演算の規模が大きくなるため、大きな処理負荷がかかる。
一方、図７（Ｂ）の例では、図７（Ｃ）の例と比較して、再構成に用いる光音響信号の数が少ないため、相対的に画質が低下するが、処理負荷が軽くなるため、動画の更新がスムーズになり、吸収体の時間変化の観察などがしやすくなるという利点がある。
第二の実施形態に係る光音響装置は、このようなメリットとデメリットを勘案し、装置のユーザが１フレームあたりに用いる光音響信号の数を選択可能な構成としている。
【００７６】
なお、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）の例では、光音響信号の取得と画像の再構成を並列に実行したが、図７（Ｄ）に示したように、光音響信号の取得と画像の再構成を交互に行ってもよい。
【００７７】
図１０は、撮像エリアに対する光の光量分布を表した図である。図１０（Ａ）は、１ショットに対応する光照射エリアを示す。本例では、撮像エリアを破線で表し、光の強度を白色の領域で表している。
【００７８】
図１０（Ｂ）は、図８におけるＦ１，Ｆ２，Ｆ３の画像に対応する光照射エリアの位置を表した図である。なお、本例は、光の照射位置と探触子とを互いに追従させた場合の例を示している。図からもわかるように、各フレームに対応する光の光量分布は、３回の光照射における光量分布を積算したものと等価と考えることができる。しかし、本例の場合、各フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３のそれぞれで、光照射エリアの位置が異なるため、積算された光量分布がフレームごとに変化する。すなわち、光吸収体から発生した音響波に対応する信号がフレームごとにばらつくため、表示される動画にちらつきが生じてしまう。このようなちらつきが生じる理由は、光を照射する位置の組み合わせ（以下、光照射パターン）がフレームごとに変化するためである。
【００７９】
一方、図１０（Ｃ）は、図９におけるＦ１，Ｆ２，Ｆ３の画像に対応する光照射エリアの位置を表した図である。本例の場合、各フレームに対応する光の光量分布は、５回の光照射における光量分布を積算したものと等価と考えることができる。すなわち、積算された光量分布がフレームごとに変化しないため、動画にちらつきは生じない。
【００８０】
第二の実施形態に係る光音響装置は、フレームごとに光照射パターンが変化することを判定し、かかる場合において、光の照射位置を固定して撮像を行う。これにより、図１０（Ａ）のように、光量分布の偏りを防ぐことができる。
【００８１】
なお、実際には、光の照射位置を固定しても、照射ごとの光量は完全に同一にはならない。このため、照射ごとの光量変化を計測し、光音響信号のゲインを調整することで、光量の補正を行うようにしてもよい。
【００８２】
なお、音響波の受信位置、受信周期、光の照射位置、光の照射周期、探触子の回転周期などは、例示したものに限られない。
また、第一の実施形態のように、再構成を行う範囲が強強度領域よりも小さい場合は、フレーム間における光照射パターンが同じであっても、光照射エリアを固定するようにしてもよい。ただし、この場合、撮像エリアに対して光が照射されるエリアは狭くなる。
【００８３】
次に、第二の実施形態に係る光音響装置が行う処理のフローチャートを、図１１を参照しながら説明する。
まず、ステップＳ２０１で、装置のユーザが、撮像エリアのサイズと位置を設定する。これにより、撮像エリアと、探触子１０６の移動パターンが決定される。また、本ステップでは、動画モードを利用するか否かを設定する。本ステップで、動画のフレームレート等を設定してもよい。
次に、ステップＳ２０２で、動画モードを利用するか否かを判定する。動画モードを利用しない場合、処理はステップＳ１０２へ遷移する。動画モードを利用する場合、処理はステップＳ２０３へ遷移する。
【００８４】
ステップＳ２０３では、フレームごとの光照射パターンを決定する。例えば、前述したように、１フレームあたりの光音響信号の数や、一回の光照射における探触子１０６の移動角度等を決定する。
次に、ステップＳ２０４で、撮像時に第一の制御を行うか、第二の制御を行うかを決定する。本ステップでは、光照射パターンの組み合わせがフレーム間で異なる場合に、第二の制御を行うことを決定する。また、光照射パターンの組み合わせがフレーム間で同じである場合に、第一の制御を行うことを決定する。
【００８５】
ステップＳ２０６では、第二の制御、すなわち、探触子１０６のみを移動させる制御を行いながら、被検体に対する撮像を行う。具体的には、移動パターンに含まれる複数の信号取得位置に探触子１０６を移動させながら、光の照射および音響波の受信を行う。本ステップは、１フレームの画像を再構成するために必要な数の光音響信号が取得できるまで継続する。
【００８６】
ステップＳ２０５では、第一の制御、すなわち、探触子１０６と光の照射位置を互いに追従させる制御を行いながら、被検体に対する撮像を行う。具体的には、移動パターンに含まれる複数の信号取得位置に探触子１０６および光照射エリアの中心を移動させながら、光の照射および音響波の受信を行う。本ステップは、１フレームの画像を再構成するために必要な数の光音響信号が取得できるまで継続する。
【００８７】
被検体から発生した音響波は、変換素子１０５によって受信され、電気信号に変換されたのちに信号取得部１１０へ出力される。Ａ／Ｄ変換や増幅等の処理を経た光音響信号は、データ処理部１２０へ出力され、データ処理部１２０（情報取得部１２１）が、被検体内における初期音圧分布を生成する（ステップＳ２０７）。
そして、ステップＳ２０８で、画像処理部１２２が、初期音圧分布や濃度分布に基づいて画像データを生成し、表示部１１４へ出力する。
ステップＳ２０９では、撮像を終了させるか否かを判定する。撮像を続ける場合、処理はステップＳ２０４へ遷移する。
【００８８】
第二の実施形態では、このように、再構成画像を動画によって出力する光音響装置において、積算された光量分布がフレームごとに同一になるように制御を行う。これにより、光量分布のばらつきを抑制し、再構成画像の精度を向上させることができる。また、同じ光量分布によって得られた光音響信号を用いた画像を順次更新することができるため、ちらつきの少ない動画を表示することができる。
【００８９】
なお、図１１には、光音響信号の取得と画像の再構成を交互に行いながら画像を出力する例を記載したが、ｎ＋１フレーム目に対応する光音響信号を取得する処理と、ｎフレーム目の画像の再構成を行う処理は並列に実行してもよい。
【００９０】
また、第二の実施形態の説明では単一の波長の光を照射するものとしたが、異なる複数の波長（例えば、λ1，λ2の二波長）の光を照射し、各波長に対応する初期音圧分布を取得したうえで、光吸収体の濃度分布を表すデータを生成してもよい。この場合、光照射パターンについての判断を波長ごとに行うようにしてもよい。
【００９１】
（変形例）
なお、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、上記手段の少なくとも一部を含む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。
【００９２】
例えば、実施形態の説明では、エネルギーがピークエネルギーの１／ｅ２以上である範囲を強強度領域としたが、強強度領域を定義するための基準値はこれ以外であってもよい。例えば、ピークエネルギーの半値などであってもよい。基準値は、例えば、光音響信号に求めるＳ／Ｎ比に応じて定めることができる。
また、実施形態の説明では、光の照射位置と探触子とを互いに追従させると表現したが、光の照射位置と探触子とを同時に移動させることができれば、必ずしも一方の動きを他方にフィードバックさせる必要はない。
【００９３】
また、実施形態の説明では、強強度領域と撮像エリアとを比較した結果に基づいて、第一の制御を行うか、第二の制御を行うかを決定したが、被検体に関する情報に基づいて当該決定を行うようにしてもよい。例えば、撮像対象の部位や撮像範囲などを示す情報のみに基づいて、第一の制御を行うか、第二の制御を行うかを決定するようにしてもよい。被検体に関する情報は、例えば、電子カルテから取得してもよいし、過去に被検体に対する測定を行った際に記録されたデータ（例えば、医用画像に付帯して記録されたデータ）がある場合、当該データから取得してもよい。
【００９４】
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】
【００９５】
１０１：光源、１０２：光学系、１０４：光照射部、１０６：探触子、１１１：制御部、１１２：第一走査機構、１１３：第二走査機構
【図１】
2019195583.tif 000003
【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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【図１１】
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