(57)【要約】【課題】  本発明は、画像中のある位置にターゲット（観察対象）が存在する可能性が高いか低いかを判別しやすくすることのできる情報処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係る情報処理装置は、被検体への光照射により被検体から発生する光音響波に基づいた情報を処理する情報処理装置であって、被検体への光照射を複数回行うことにより発生する光音響波に基づいた、複数回の光照射に対応する複数の画像データを取得する画像データ取得手段と、複数回の光照射に対応する複数のテンプレートデータを取得するテンプレートデータ取得手段と、注目位置における複数の画像データの画像値列と、注目位置における複数のテンプレートデータのテンプレートデータ列との相関を示す情報を取得する相関情報取得手段と、を有する。【選択図】  図９
2019092929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体への光照射により前記被検体から発生する光音響波に基づいた情報を処理する情報処理装置であって、
前記被検体への光照射を複数回行うことにより発生する光音響波に基づいた、前記複数回の光照射に対応する複数の画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記複数回の光照射に対応する複数のテンプレートデータを取得するテンプレートデータ取得手段と、
注目位置における前記複数の画像データの画像値列と、前記注目位置における前記複数のテンプレートデータのテンプレートデータ列との相関を示す情報を取得する相関情報取得手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記複数のテンプレートデータのそれぞれは、前記複数回の光照射及び前記光音響波の受信を実行する光音響装置の空間感度分布を反映したテンプレートデータである
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記複数のテンプレートデータのそれぞれは、前記複数回の光照射のそれぞれにおいて、前記注目位置に光吸収体が存在するときに生成されうる画像データの画像値の推定値である
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記テンプレートデータ取得手段は、前記複数回の光照射について、光音響波を受信する受信手段と前記注目位置との相対位置情報に基づいて、所定のテンプレートデータに座標を割り当てることにより、前記複数のテンプレートデータを取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記テンプレートデータ取得手段は、
前記複数回の光照射について、光音響波を受信する受信手段と前記注目位置との相対位置情報を取得し、前記相対位置情報に対応するテンプレートデータを記憶手段から読み出すことにより、前記複数のテンプレートデータを取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記画像値列に含まれる画像値と、前記テンプレートデータ列に含まれるテンプレートデータとは、共通の光照射に対応づけられている
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記相関情報取得手段は、
前記注目位置の座標を（Ｘ，Ｙ、Ｚ）、光照射の番号をｉ（ｉ＝１〜Ｎ）、前記相関を示す情報をＲ、前記画像値をＰ、前記テンプレートデータをαとしたときに、次に示す式にしたがって、前記相関を示す情報を算出する
【数１】
2019092929.tif 000013
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記相関を示す情報に基づいた画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記画像データ取得手段は、
前記複数の画像データを結合することにより結合画像データを生成し、
前記相関を示す情報を用いて、前記結合画像データを重みづけすることにより、重みづけされた結合画像データを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記重みづけされた結合画像データに基づいた画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に有する
ことを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記複数の画像データは、前記複数回の光照射のそれぞれで光照射位置または光音響波の受信位置が異なるようにして生成された画像データである
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
モダリティにより生成された画像データを処理する情報処理装置であって、
複数回の測定に対応する複数の画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記複数回の測定に対応する複数のテンプレートデータを取得するテンプレートデータ取得手段と、
注目位置における前記複数の画像データの画像値列と、前記注目位置における前記複数のテンプレートデータのテンプレートデータ列との相関を示す情報を取得する相関情報取得手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項１３】
被検体への光照射により前記被検体から発生する光音響波に基づいた情報を処理する情報処理方法であって、
前記被検体への光照射を複数回行うことにより発生する光音響波に基づいた、前記複数回の光照射に対応する複数の画像データを取得し、
前記複数回の光照射に対応する複数のテンプレートデータを取得し、
注目位置における前記複数の画像データの画像値列と、前記注目位置における前記複数のテンプレートデータのテンプレートデータ列との相関を示す情報を取得する
ことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１４】
モダリティにより生成された画像データを処理する情報処理方法であって、
複数回の測定に対応する複数の画像データを取得し、
前記複数回の測定に対応する複数のテンプレートデータを取得し、
注目位置における前記複数の画像データの画像値列と、前記注目位置における前記複数のテンプレートデータのテンプレートデータ列との相関を示す情報を取得する
ことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モダリティ（画像診断装置）により生成された画像データを処理する情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療現場においては、モダリティ（画像診断装置）により生成された画像データに基づいた診断がなされている。例えば、モダリティとしては、音響波を受信することにより得られた受信信号に基づいて画像データを生成する光音響装置が知られている。光音響装置は、光源から発生したパルス光を被検体に照射し、被検体内で伝搬・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（典型的には超音波であり、光音響波とも呼ぶ）を受信する。そして、光音響装置は、受信信号に基づき被検体情報を画像化する。
【０００３】
非特許文献１は、光音響波の受信信号から初期音圧分布を画像化する方法として、逆投影法の一つであるユニバーサルバックプロジェクション（ＵＢＰ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｂａｃｋ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）を開示する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】”Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ｐｈｏｔｏａｃｏｕ“ｓｔｉｃ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ”，  Ｍｉｎｇｈｕａ  Ｘｕ  ａｎｄ  Ｌｉｈｏｎｇ  Ｖ．Ｗａｎｇ，ＰＨＹＳＩＣＡＬ  ＲＥＶＩＥＷ  Ｅ  ７１，  ０１６７０６（２００５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、音響波の受信信号を用いて画像データを生成する場合、音響波の発生位置以外にもアーティファクトとして画像に現れる。これにより、画像中の像がターゲット（観察対象）の像であるのか否かを判別することが困難な場合がある。また、アーティファクトの発生する、光音響装置以外のモダリティにおいても、同様の課題が発生し得る。
【０００６】
そこで、本発明は、画像中の注目位置にターゲット（観察対象）が存在する可能性が高いか低いかを判別しやすくすることのできる情報処理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】
本発明に係る情報処理装置は、被検体への光照射により被検体から発生する光音響波に基づいた情報を処理する情報処理装置であって、被検体への光照射を複数回行うことにより発生する光音響波に基づいた、複数回の光照射に対応する複数の画像データを取得する画像データ取得手段と、複数回の光照射に対応する複数のテンプレートデータを取得し、注目位置における複数の画像データの画像値列と、注目位置における複数のテンプレートデータのテンプレートデータ列との相関を示す情報を取得する相関情報取得手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る情報処理装置によれば、画像中の注目位置にターゲット（観察対象）が存在する可能性が高いか低いかを判別しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＵＢＰによる時間微分処理及び正負反転処理を説明するための図
【図２】ＵＢＰによる逆投影処理を説明するための図
【図３】ＵＢＰによって得られた画像値の変動を示す図
【図４】比較例及び本発明に係る処理で得られた画像を示す図
【図５】第１の実施形態に係る光音響装置を示すブロック図
【図６】第１の実施形態に係るプローブを示す模式図
【図７】第１の実施形態に係るコンピュータとその周辺の構成を示すブロック図
【図８】第１の実施形態に係る画像生成方法のフロー図
【図９】第１の実施形態に係る画像データを生成する工程のフロー図
【図１０】第１の実施形態に係る、複数回の光照射に対応する部分ボリュームデータを示す図
【図１１】第１の実施形態に係るテンプレートデータを示す図
【図１２】第１の実施形態に係る光照射の番号、部分ボリュームデータ、画像値、テンプレートデータの対応関係を示す図
【図１３】第１の実施形態に係る部分ボリュームデータの画像値の変化を示したグラフ
【図１４】第１の実施形態に係る、各種ボリュームデータ及びテンプレートデータを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、形状及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り、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。
【００１１】
本発明は、光照射により発生した光音響波に由来する、二次元または三次元の空間分布を表す画像データの処理に関する発明である。光音響画像データは、光音響波の発生音圧（初期音圧）、光吸収エネルギー密度、及び光吸収係数、被検体を構成する物質の濃度（酸素飽和度など）などの少なくとも１つの被検体情報の空間分布を表す画像データである。
【００１２】
ところで、光音響イメージングの主な被検体である生体は、光を散乱及び吸収する特性を備える。そのため、光が生体の深部に進むにつれて、光強度が指数的に減衰する。その結果、典型的に、被検体表面付近では振幅の大きい光音響波が生じ、被検体深部では振幅の小さい光音響波が生じる傾向がある。特に被検体の表面付近に存在する血管から振幅の大きい光音響波が生じやすい。
【００１３】
非特許文献１に記載のＵＢＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｂａｃｋ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）と呼ばれる再構成法では、トランスデューサを中心とする円弧上に受信信号を逆投影する。その際、被検体の表面付近の振幅が大きい光音響波の受信信号が被検体深部に逆投影され、その結果被検体深部でのアーティファクトとなる。このため、被検体深部に存在する生体組織を画像化する際に、被検体表面から発生した光音響波に起因するアーティファクトにより画質（コントラスト等）が低下するおそれがある。
【００１４】
本発明は、アーティファクトによる光音響画像の画質低下を抑制することのできる発明である。以下、本発明に係る処理について説明する。
【００１５】
光音響波の受信信号は、一般的に図１（ａ）に示すようなＮ−Ｓｈａｐｅと呼ばれる波形を持つことが知られている。ＵＢＰでは図１（ａ）に示すＮ−Ｓｈａｐｅ信号に対して時間微分処理を行い、図１（ｂ）に示す時間微分信号を生成する。続いて、時間微分信号の信号レベルの正負を反転する正負反転処理を行い、図１（ｃ）に示す正負反転信号を生成する。なお、Ｎ−Ｓｈａｐｅ信号に時間微分処理及び正負反転処理を施して生成された信号（投影信号とも呼ぶ）には、図１（ｃ）の矢印Ａ，Ｃで示すような負の値を持つ部分と、図１（ｃ）の矢印Ｂに示すような正の値を持つ部分が現れる。
【００１６】
図２は、被検体内部の微小球形状の光吸収体であるターゲット１０から発生した光音響波をトランスデューサ２１及びトランスデューサ２２で受信する場合にＵＢＰを適用する例を示す。ターゲット１０に光を照射すると、光音響波が発生し、光音響波はトランスデューサ２１及びトランスデューサ２２にてＮ−Ｓｈａｐｅ信号としてサンプリングされる。図２（ａ）は、トランスデューサ２１によりサンプリングされたＮ−Ｓｈａｐｅ状の受信信号をターゲット１０に重畳して示した図である。なお、便宜上、トランスデューサ２１から出力された受信信号のみを示すが、トランスデューサ２２からも同様に受信信号が出力される。
【００１７】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＮ−Ｓｈａｐｅ状の受信信号に時間微分処理及び正負反転処理を施した投影信号をターゲット１０に重畳して示した図である。
【００１８】
図２（ｃ）は、トランスデューサ２１を用いて得られた投影信号をＵＢＰで逆投影する様子を示す。ＵＢＰではトランスデューサ２１を中心とした円弧上に投影信号を投影する。この場合、トランスデューサ２１の指向角（例えば６０°）の範囲に投影信号を逆投影している。その結果、あたかも領域３１、３２、及び３３にわたってターゲット１０が存在するかのような画像となる。ここで、領域３１及び３３は負の値を持つ領域であり、領域３２は正の値を持つ領域である。図２（ｃ）において、負の値を持つ領域３１及び３３を灰色で塗りつぶした。
【００１９】
図２（ｄ）は、トランスデューサ２２を用いて得られた投影信号をＵＢＰで逆投影する場合を示す。その結果、あたかも領域４１、４２、及び４３にわたってターゲット１０が存在するかのような画像となる。ここで、領域４１、４３は負の値を持つ領域であり、領域４２は正の値を持つ領域である。図２（ｄ）において、負の値を持つ領域４１及び４３を灰色で塗りつぶした。
【００２０】
図２（ｅ）は、複数のトランスデューサ２１及び２２のそれぞれに対応する投影信号をＵＢＰで逆投影する場合の図を示す。このようにして逆投影された複数の投影信号を合成することにより、光音響画像データが生成される。
【００２１】
図２（ｅ）に示すように、ターゲット１０の内部の位置５１においては、トランスデューサ２１に対応する投影信号の正値の領域３２と、トランスデューサ２２に対応する投影信号の正値の領域４２が重なる。すなわち、典型的にターゲット１０の存在する領域（ターゲット領域とも呼ぶ）では、正値の領域同士が優位に重なる。そのため、ターゲット１０の存在する領域では、典型的に光照射毎の画像データが正値となる傾向がある。
【００２２】
一方、ターゲット１０の外部の位置５２においては、トランスデューサ２１に対応する投影信号の正値の領域３２と、トランスデューサ２２に対応する投影信号の負値の領域４３とが重なる。また、ターゲット１０の外部の位置５３においては、トランスデューサ２１に対応する投影信号の負値の領域３１と、トランスデューサ２２に対応する投影信号の正値の領域４１とが重なる。このようにターゲット１０以外の領域では、正値の領域と負値の領域とが複雑に重なる傾向がある。すなわち、ターゲット１０以外の領域では、光照射毎に画像データが正値にも負値にもなる傾向がある。このような傾向となる理由としては、トランスデューサ２２とターゲット１０との相対位置が光照射毎に変わることなどが考えられる。
【００２３】
次に、光照射の度に光音響波の受信位置の組み合わせを変えたときの、光照射毎の画像データの値（画像値）の変動について説明する。図３（ａ）は、非特許文献１に記載のＵＢＰで再構成したときのターゲット１０の領域の画像データの値（画像値）の変動を示す。横軸は光照射の番号を示し、縦軸は画像値を示す。一方、図３（ｂ）は、非特許文献１に記載のＵＢＰで再構成したときのターゲット１０以外の領域の画像データの値（画像値）の変動を示す。横軸は光照射の番号を示し、縦軸は画像値を示す。
【００２４】
図３（ａ）によれば、ターゲット１０の領域の画像値は、光照射毎に変動があるものの、常に正値となっていることが分かる。一方、図３（ｂ）によれば、ターゲット１０以外の領域の画像値は、光照射毎に正値にも負値にもなることが分かる。
【００２５】
ここで、全ての光照射に対応する画像データを結合することにより画像データを生成すると、ターゲット１０の領域では正値同士の結合となるので最終的な画像値が大きくなる。一方で、ターゲット１０以外の領域では、画像データの正値と負値とが相殺して、最終的な画像値がターゲット１０の領域よりも小さくなる。その結果、光音響画像データに基づいた画像上でターゲット１０の存在を視認することができる。
【００２６】
ところが、ターゲット１０以外の領域では、ターゲットが存在しないにもかかわらず画像値が０とはならず、最終的な画像値が正値となる場合がある。この場合、ターゲット１０以外の位置にアーティファクトが発生し、ターゲットの視認性を低下させることとなる。
【００２７】
そこで、ある領域における画像が、ターゲットの画像であるかターゲット以外の画像であるかを判定しやすくすることが望まれている。この方法により、ターゲットであるか否かを精度よく判別することができる。
【００２８】
そこで、本発明者は、上記課題を解決するために、ターゲットの領域とターゲット以外の領域では、典型的に光照射毎の画像データの変動特性が異なる傾向を持つことを利用することを着想した。すなわち、本発明者は、光照射毎の画像データの画像値の変動特性から、ターゲットの領域とターゲット以外の領域とを判定することを着想した。
【００２９】
また、本発明者は、ターゲット領域であるか否かの判定結果を表す画像を表示させることを着想した。このような画像を表示させることにより、画像中のある位置にターゲットが存在するか否かを容易に判別することができる。
【００３０】
また本発明者は、上記の方法でターゲットの領域を決定し、画像データからターゲットの画像を分離した画像を生成することを着想した。すなわち、本発明者は、ある位置にターゲットが存在しない場合に、当該位置の画像値に対応する輝度よりも低い輝度で、当該位置における画像データに基づいた画像を表示することを着想した。このような画像生成方法によれば、ターゲットが強調された画像をユーザーに提供することができる。このような画像を表示させることにより、ユーザーはある位置にターゲットが存在するのか否かを容易に判別することができる。
【００３１】
また本発明者は、複数回の光照射に対応する複数の画像データの特徴を表す特徴情報に基づいた画像を表示させることを着想した。このような特徴情報を表示することにより、ユーザーはある位置にターゲットが存在するのか否かを容易に判別することができる。
【００３２】
本発明に係る処理の詳細については以下の実施形態で後述する。以下の実施形態では、図４に示す被検体モデル１０００に対するシミュレーションにより光音響波の受信信号を生成し、当該受信信号を用いて画像データを生成する例を説明する。図４は、シミュレーションに用いる被検体モデル１０００を示す。被検体モデル１０００としては、表面付近に血管１０１０が存在し、表面から２０［ｍｍ］の深さの箇所にＹ軸方向に走行する０．２［ｍｍ］の血管１０１１が存在するモデルを作成した。この被検体モデル１０００においては血管をターゲットとしている。そして、光照射を複数回行ったときに被検体モデル１０００内の血管１０１０及び１０１１から発生した光音響波を、被検体モデル１０００の紙面下側に設けられた受信部が受信するときの受信信号をシミュレーションにより作成した。なお、シミュレーションにて光照射毎に光音響波の受信位置を変更して受信信号を作成した。また、シミュレーションにより得られた受信信号を用いて後述するＵｎｉｖｅｒｓａｌ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）で再構成処理を行い、複数回の光照射のそれぞれに対応する画像データを作成した。
【００３３】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、光音響装置により光音響画像データを生成する例を説明する。以下、本実施形態の光音響装置の構成及び情報処理方法について説明する。
【００３４】
図５を用いて本実施形態に係る光音響装置の構成を説明する。図５は、光音響装置全体の概略ブロック図である。本実施形態に係る光音響装置は、光照射部１１０及び受信部１２０を含むプローブ１８０、駆動部１３０、信号収集部１４０、コンピュータ１５０、表示部１６０、及び入力部１７０を有する。
【００３５】
図６は、本実施形態に係るプローブ１８０の模式図を示す。測定対象は、被検体１００である。駆動部１３０は、光照射部１１０と受信部１２０を駆動し、機械的な走査を行う。光照射部１１０が光を被検体１００に照射し、被検体１００内で音響波が発生する。光に起因して光音響効果により発生する音響波を光音響波とも呼ぶ。受信部１２０は、光音響波を受信することによりアナログ信号としての電気信号（光音響信号）を出力する。
【００３６】
信号収集部１４０は、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。コンピュータ１５０は、信号収集部１４０から出力されたデジタル信号を、光音響波に由来する信号データとして記憶する。
【００３７】
コンピュータ１５０は、記憶されたデジタル信号に対して信号処理を行うことにより、被検体１００に関する情報（被検体情報）の二次元または三次元の空間分布を表す光音響画像データを生成する。また、コンピュータ１５０は、得られた画像データに基づいた画像を表示部１６０に表示させる。ユーザーとしての医師は、表示部１６０に表示された画像を確認することにより、診断を行うことができる。表示画像は、ユーザーやコンピュータ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、モダリティとネットワークで接続されたデータ管理システムなどのメモリに保存される。
【００３８】
また、コンピュータ１５０は、光音響装置に含まれる構成の駆動制御も行う。また、表示部１６０は、コンピュータ１５０で生成された画像の他にＧＵＩなどを表示してもよい。入力部１７０は、ユーザーが情報を入力できるように構成されている。ユーザーは、入力部１７０を用いて測定開始や終了、作成画像の保存指示などの操作を行うことができる。
【００３９】
以下、本実施形態に係る光音響装置の各構成の詳細を説明する。
【００４０】
（光照射部１１０）
光照射部１１０は、光を発する光源１１１と、光源１１１から射出された光を被検体１００へ導く光学系１１２とを含む。なお、光は、いわゆる矩形波、三角波などのパルス光を含む。
【００４１】
光源１１１が発する光のパルス幅としては、１ｎｓ以上、１００ｎｓ以下のパルス幅であってもよい。また、光の波長として４００ｎｍから１６００ｎｍ程度の範囲の波長であってもよい。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、７００ｎｍ以下）を用いてもよい。生体の深部をイメージングする場合には、生体の背景組織（水や脂肪など）において典型的に吸収が少ない波長（７００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下）の光を用いてもよい。
【００４２】
光源１１１としては、レーザーや発光ダイオードを用いることができる。また、複数波長の光を用いて測定する際には、波長の変更が可能な光源であってもよい。なお、複数波長を被検体に照射する場合、互いに異なる波長の光を発生する複数台の光源を用意し、それぞれの光源から交互に照射することも可能である。複数台の光源を用いた場合もそれらをまとめて光源として表現する。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用することができる。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーやアレキサンドライトレーザーなどのパルスレーザーを光源として用いてもよい。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー光を励起光とするＴｉ：ｓａレーザーやＯＰＯ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）レーザーを光源として用いてもよい。また、光源１１１としてフラッシュランプや発光ダイオードを用いてもよい。また、光源１１１としてマイクロウェーブ源を用いてもよい。
【００４３】
光学系１１２には、レンズ、ミラー、プリズム、光ファイバー、拡散板、シャッターなどの等の光学素子を用いることができる。
【００４４】
生体組織に照射することが許される光の強度は、以下に示す安全規格によって最大許容露光量（ＭＰＥ：ｍａｘｉｍｕｍ  ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ）が定められている。（ＩＥＣ  ６０８２５−１：Ｓａｆｅｔｙ  ｏｆ  ｌａｓｅｒ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ、ＪＩＳ  Ｃ  ６８０２：レーザー製品の安全基準、ＦＤＡ：２１ＣＦＲ  Ｐａｒｔ  １０４０．１０、ＡＮＳＩ  Ｚ１３６．１：Ｌａｓｅｒ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ、など。）最大許容露光量は、単位面積あたりに照射することができる光の強度を規定している。このため被検体Ｅの表面を広い面積で一括して光を照射することにより、多くの光を被検体Ｅに導くことができるので、光音響波を高いＳＮ比で受信することができる。乳房等の生体組織を被検体１００とする場合、高エネルギーの光のビーム径を広げて照射するために、光学系１１２の射出部は光を拡散させる拡散板等で構成されていてもよい。一方、光音響顕微鏡においては、解像度を上げるために、光学系１１２の光出射部はレンズ等で構成し、ビームをフォーカスして照射してもよい。
【００４５】
なお、光照射部１１０が光学系１１２を備えずに、光源１１１から直接被検体１００に光を照射してもよい。
【００４６】
（受信部１２０）
受信部１２０は、音響波を受信することにより電気信号を出力するトランスデューサ１２１と、トランスデューサ１２１を支持する支持体１２２とを含む。また、トランスデューサ１２１は、音響波を送信する送信手段としてもよい。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とは、単一（共通）のトランスデューサでもよいし、別々の構成であってもよい。
【００４７】
トランスデューサ１２１を構成する部材としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック材料や、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電膜材料などを用いることができる。また、圧電素子以外の素子を用いてもよい。例えば、静電容量型トランスデューサ（ＣＭＵＴ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）、ファブリペロー干渉計を用いたトランスデューサなどを用いることができる。なお、音響波を受信することにより電気信号を出力できる限り、いかなるトランスデューサを採用してもよい。また、トランスデューサにより得られる信号は時間分解信号である。つまり、トランスデューサにより得られる信号の振幅は、各時刻にトランスデューサで受信される音圧に基づく値（例えば、音圧に比例した値）を表したものである。
【００４８】
光音響波を構成する周波数成分は、典型的には１００ＫＨｚから１００ＭＨｚであり、トランスデューサ１２１として、これらの周波数を検出することのできるものを採用することができる。
【００４９】
支持体１２２は、機械的強度が高い金属材料などから構成されていてもよい。照射光を被検体に多く入射させるために、支持体１２２の被検体１００側の表面に鏡面もしくは光散乱させる加工が行われていてもよい。本実施形態において支持体１２２は半球殻形状であり、半球殻上に複数のトランスデューサ１２１を支持できるように構成されている。この場合、支持体１２２に配置されたトランスデューサ１２１の指向軸は半球の曲率中心付近に集まる。そして、複数のトランスデューサ１２１から出力された信号を用いて画像化したときに曲率中心付近の画質が高くなる。なお、支持体１２２はトランスデューサ１２１を支持できる限り、いかなる構成であってもよい。支持体１２２は、１Ｄアレイ、１．５Ｄアレイ、１．７５Ｄアレイ、２Ｄアレイと呼ばれるような平面又は曲面内に、複数のトランスデューサを並べて配置してもよい。例えば、複数のトランスデューサをらせん配置やフィボナッチ数列に従った配置で配置してもよい。複数のトランスデューサ１２１が複数の受信手段に相当する。
【００５０】
また、支持体１２２は音響マッチング材２１０を貯留する容器として機能してもよい。すなわち、支持体１２２をトランスデューサ１２１と被検体１００との間に音響マッチング材２１０を配置するための容器としてもよい。
【００５１】
また、受信部１２０が、トランスデューサ１２１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１２１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が後述する信号収集部１４０を備えてもよい。
【００５２】
なお、音響波を様々な角度で検出できるようにするために、理想的には被検体１００を全周囲から囲むようにトランスデューサ１２１を配置してもよい。ただし、被検体１００が大きく全周囲を囲むようにトランスデューサを配置できない場合は、半球状の支持体１２２上にトランスデューサを配置して全周囲を囲む状態に近づけてもよい。
【００５３】
なお、トランスデューサの配置や数及び支持体の形状は被検体に応じて最適化すればよく、本発明に関してはあらゆる受信部１２０を採用することができる。
【００５４】
受信部１２０と被検体１００との間の空間は、光音響波が伝播することができる媒質で満たす。この媒質には、音響波が伝搬でき、被検体１００やトランスデューサ１２１との界面において音響特性が整合し、できるだけ光音響波の透過率が高い材料を採用する。例えば、この媒質には、水、超音波ジェルなどを採用することができる。
【００５５】
図６（ａ）は、プローブ１８０の側面図を示し、図６（ｂ）は、プローブ１８０の上面図（図６（ａ）の紙面上方向から見た図）を示す。図６に示された本実施形態に係るプローブ１８０は、開口を有する半球状の支持体１２２に複数のトランスデューサ１２１が三次元に配置された受信部１２０を有する。また、図６に示されたプローブ１８０は、支持体１２２の底部に光学系１１２の光射出部が配置されている。
【００５６】
本実施形態においては、図６に示すように被検体１００は、保持部２００に接触することにより、その形状が保持される。本実施形態では、被検体１００が乳房の場合に、伏臥位の被検者を支持する寝台に乳房を挿入するための開口を設けて、開口から鉛直方向に垂らされた乳房を測定する形態を想定している。
【００５７】
受信部１２０と保持部２００の間の空間は、光音響波が伝播することができる媒質（音響マッチング材２１０）で満たされる。この媒質には、光音響波が伝搬でき、被検体１００やトランスデューサ１２１との界面において音響特性が整合し、できるだけ光音響波の透過率が高い材料を採用する。例えば、この媒質には、水、ひまし油、超音波ジェルなどを採用することができる。
【００５８】
保持手段としての保持部２００は被検体１００の形状を測定中に保持するために使用される。保持部２００により被検体１００を保持することによって、被検体１００の動きの抑制および被検体１００の位置を保持部２００内に留めることができる。保持部２００の材料には、ポリカーボネートやポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等、樹脂材料を用いることができる。
【００５９】
保持部２００は、被検体１００を保持できる硬度を有する材料であることが好ましい。保持部２００は、測定に用いる光を透過する材料であってもよい。保持部２００は、インピーダンスが被検体１００と同程度の材料で構成されていてもよい。乳房等の曲面を有するものを被検体１００とする場合、凹型に成型した保持部２００であってもよい。この場合、保持部２００の凹部分に被検体１００を挿入することができる。
【００６０】
保持部２００は、取り付け部２０１に取り付けられている。取り付け部２０１は、被検体の大きさに合わせて複数種類の保持部２００を交換可能に構成されていてもよい。例えば、取り付け部２０１は、曲率半径や曲率中心などの異なる保持部に交換できるように構成されていてもよい。
【００６１】
また、保持部２００には保持部２００の情報が登録されたタグ２０２が設置されていてもよい。例えば、タグ２０２には、保持部２００の曲率半径、曲率中心、音速、識別ＩＤ等の情報を登録することができる。タグ２０２に登録された情報は、読み取り部２０３により読み出され、コンピュータ１５０に転送される。保持部２００が取り付け部２０１に取り付けられたときに容易にタグ２０２を読み取るために、読み取り部２０３は取り付け部２０１に設置されていてもよい。例えば、タグ２０２はバーコードであり、読み取り部２０３はバーコードリーダである。
【００６２】
（駆動部１３０）
駆動部１３０は、被検体１００と受信部１２０との相対位置を変更する部分である。本実施形態では、駆動部１３０は、支持体１２２をＸＹ方向に移動させる装置であり、ステッピングモーターを搭載した電動のＸＹステージある。駆動部１３０は、駆動力を発生させるステッピングモーターなどのモーターと、駆動力を伝達させる駆動機構と、受信部１２０の位置情報を検出する位置センサとを含む。駆動機構としては、リードスクリュー機構、リンク機構、ギア機構、油圧機構、などを用いることができる。また、位置センサとしては、エンコーダー、可変抵抗器、リニアスケール、磁気センサ、赤外線センサ、超音波センサ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。
【００６３】
なお、駆動部１３０は被検体１００と受信部１２０との相対位置をＸＹ方向（二次元）に変更させるものに限らず、一次元または三次元に変更させてもよい。移動経路は平面的にスパイラル状やライン＆スペースで走査してもよいし、さらに三次元的に体表に沿うように傾けてもよい。また、被検体１００の表面からの距離を一定に保つようにしてプローブ１８０を移動させてもよい。このとき駆動部１３０は、モーターの回転数をモニターするなどしてプローブの移動量を計測してもよい。
【００６４】
なお、駆動部１３０は、被検体１００と受信部１２０との相対的な位置を変更できれば、受信部１２０を固定し、被検体１００を移動させてもよい。被検体１００を移動させる場合は、被検体１００を保持する保持部を動かすことで被検体１００を移動させる構成などが考えられる。また、被検体１００と受信部１２０の両方を移動させてもよい。
【００６５】
駆動部１３０は、相対位置を連続的に移動させてもよいし、ステップアンドリピートによって移動させてもよい。駆動部１３０は、プログラムされた軌跡で移動させる電動ステージであってもよいし、手動ステージであってもよい。すなわち、光音響装置は、駆動部１３０を有さずに、ユーザーがプローブ１８０を把持して操作するハンドヘルドタイプであってもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、駆動部１３０は光照射部１１０と受信部１２０を同時に駆動して走査を行っているが、光照射部１１０だけを駆動したり、受信部１２０だけを駆動したりしてもよい。
【００６７】
（信号収集部１４０）
信号収集部１４０は、トランスデューサ１２１から出力されたアナログ信号である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。信号収集部１４０から出力されるデジタル信号は、コンピュータ１５０内の記憶部１５２に記憶される。信号収集部１４０は、Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＤＡＳ）とも呼ばれる。本明細書において電気信号は、アナログ信号もデジタル信号も含む概念である。なお、フォトダイオードなどの光検出センサが、光照射部１１０から光射出を検出し、信号収集部１４０がこの検出結果をトリガーに同期して上記処理を開始してもよい。また、信号収集部１４０は、フリーズボタンなどを用いてなされる指示をトリガーに同期して、当該処理を開始してもよい。
【００６８】
（コンピュータ１５０）
情報処理装置としてのコンピュータ１５０は、演算部１５１、記憶部１５２、制御部１５３を含む。各構成の機能については処理フローの説明の際に説明する。
【００６９】
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されることができる。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。演算部１５１は、入力部１７０から、被検体音速や保持部の構成などの各種パラメータを受けて、受信信号を処理してもよい。
【００７０】
記憶部１５２は、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で構成することができる。また、記憶部１５２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性の媒体であってもよい。また、記憶部１５２は、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のネットワークを介した記憶サーバであってもよい。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、記憶部１５２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。
【００７１】
記憶部１５２は、後述する方法で演算部１５１により生成される光音響画像を示す画像データを保存することができる。
【００７２】
制御部１５３は、ＣＰＵなどの演算素子で構成される。制御部１５３は、光音響装置の各構成の動作を制御する。制御部１５３は、入力部１７０からの測定開始などの各種操作による指示信号を受けて、光音響装置の各構成を制御してもよい。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の作動を制御する。例えば、制御部１５３が制御線を介して、光源１１１の発光タイミングを制御してもよい。また、光学系１１２がシャッターを含む場合、制御部１５３が制御線を介して、シャッターの開閉を制御してもよい。
【００７３】
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。また、コンピュータ１５０の各構成は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。
【００７４】
図７は、本実施形態に係るコンピュータ１５０の具体的な構成例を示す。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から構成される。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。
【００７５】
また、コンピュータ１５０および複数のトランスデューサ１２１は、共通の筺体に収められた構成で提供されてもよい。ただし、筺体に収められたコンピュータで一部の信号処理を行い、残りの信号処理を筺体の外部に設けられたコンピュータで行ってもよい。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が一つの筺体に収められていなくてもよい。
【００７６】
（表示部１６０）
表示部１６０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ＦＥＤ、メガネ型ディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイなどのディスプレイである。コンピュータ１５０により得られたボリュームデータに基づいた画像や特定位置の数値等を表示する装置である。表示部１６０は、ボリュームデータに基づいた画像や装置を操作するためのＧＵＩを表示してもよい。なお、被検体情報の表示にあたっては、表示部１６０またはコンピュータ１５０において画像処理（輝度値の調整等）を行った上で表示することもできる。表示部１６０は、光音響装置とは別に提供されていてもよい。コンピュータ１５０は、光音響画像データを有線または無線で表示部１６０へ送信することができる。
【００７７】
（入力部１７０）
入力部１７０としては、ユーザーが操作可能な、マウスやキーボードなどで構成される操作コンソールを採用することができる。また、表示部１６０をタッチパネルで構成し、表示部１６０を入力部１７０として利用してもよい。
【００７８】
入力部１７０は、観察したい位置や深さの情報などを入力できるように構成されていてもよい。入力方法としては、数値を入力してもよいし、スライダーバーを操作することにより入力ができてもよい。また、入力された情報に応じて表示部１６０に表示される画像が更新されていってもよい。これにより、ユーザーは自身の操作によって決定されたパラメータにより生成された画像を確認しながら、適切なパラメータに設定できる。
【００７９】
また、ユーザーが光音響装置の遠隔に設けられた入力部１７０を操作し、入力部１７０を用いて入力された情報を、ネットワークを介して光音響装置に送信してもよい。
【００８０】
なお、光音響装置の各構成はそれぞれ別の装置として構成されてもよいし、一体となった１つの装置として構成されてもよい。また、光音響装置の少なくとも一部の構成が一体となった１つの装置として構成されてもよい。
【００８１】
また、光音響装置の各構成間で送受信される情報は、有線または無線でやりとりがなされる。
【００８２】
（被検体１００）
被検体１００は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や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、皮膚等に含まれるメラニン、コラーゲン、脂質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、生体を模したファントムを被検体１００としてもよい。
【００８３】
本明細書においては、上述した画像化の対象とする光吸収体のことを、ターゲットと呼ぶ。また、画像化の対象としない、すなわち観察の対象としない光吸収体についてはターゲットではない。例えば、乳房を被検体とし、血管をターゲットとしての光吸収体とする場合、乳房を構成する脂肪や乳腺などの組織はターゲットではないと考えることができる。なお、血管をターゲットとする場合、血管での光吸収に適した波長の光が採用されることが考えられる。
【００８４】
次に、本実施形態に係る情報処理を含む画像表示方法を、図８を参照して説明する。なお、各工程は、コンピュータ１５０が光音響装置の構成の動作を制御することにより実行される。
【００８５】
（Ｓ１００：制御パラメータを設定する工程）
ユーザーが、被検体情報の取得のために必要な光照射部１１０の照射条件（繰り返し周波数や波長など）やプローブ１８０の位置などの制御パラメータを、入力部１７０を用いて指定する。コンピュータ１５０は、ユーザーの指示に基づいて決定された制御パラメータを設定する。
【００８６】
（Ｓ２００：プローブを指定位置に移動させる工程）
制御部１５３が、Ｓ１００で指定された制御パラメータに基づいて、駆動部１３０にプローブ１８０を指定の位置へ移動させる。Ｓ１００において複数位置での撮像が指定された場合には、駆動部１３０は、まずプローブ１８０を最初の指定位置へ移動させる。なお、駆動部１３０は、測定の開始指示がなされたときに、あらかじめプログラムされた位置にプローブ１８０を移動させてもよい。なお、ハンドヘルド型の場合、ユーザーがプローブ１８０を把持して所望の位置まで移動させてもよい。
【００８７】
（Ｓ３００：光を照射する工程）
光照射部１１０は、Ｓ１００で指定された制御パラメータに基づいて、被検体１００に光を照射する。
【００８８】
光源１１１から発生した光は、光学系１１２を介してパルス光として被検体１００に照射される。そして、被検体１００内部でパルス光が吸収され、光音響効果により光音響波が生じる。光照射部１１０はパルス光の伝送と併せて信号収集部１４０へ同期信号を送信する。
【００８９】
（Ｓ４００：光音響波を受信する工程）
信号収集部１４０は、光照射部１１０から送信された同期信号を受信すると、信号収集の動作を開始する。すなわち、信号収集部１４０は、受信部１２０から出力された、音響波に由来するアナログ電気信号を、増幅・ＡＤ変換することにより、増幅されたデジタル電気信号を生成し、コンピュータ１５０へ出力する。コンピュータ１５０は、信号収集部１４０から送信された信号を記憶部１５２に保存する。Ｓ１００で複数の走査位置での撮像を指定した場合には、指定した走査位置において、Ｓ２００−Ｓ４００の工程を繰り返し実行し、パルス光の照射と音響波に由来するデジタル信号の生成を繰り返す。なお、コンピュータ１５０は、発光をトリガーとして、発光時の受信部１２０の位置情報を駆動部１３０の位置センサからの出力に基づいて取得し、記憶してもよい。
【００９０】
（Ｓ５００：光音響画像データを生成する工程）
画像データ取得手段としてのコンピュータ１５０の演算部１５１は、記憶部１５２に記憶された信号データに基づいて、光音響画像データを生成し、記憶部１５２に保存する。
【００９１】
信号データを空間分布としてのボリュームデータに変換する再構成アルゴリズムとしては、タイムドメインでの逆投影法やフーリエドメインでの逆投影法などの解析的な再構成法やモデルベース法（繰り返し演算法）を採用することができる。例えば、タイムドメインでの逆投影法として、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）、または整相加算（Ｄｅｌａｙ−ａｎｄ−Ｓｕｍ）などが挙げられる。
【００９２】
また、演算部１５１は、被検体１００に照射された光の被検体１００の内部での光フルエンス分布を計算し、初期音圧分布を光フルエンス分布で除算することにより、吸収係数分布情報を取得してもよい。この場合、吸収係数分布情報を光音響画像データとして取得してもよい。コンピュータ１５０は、光を吸収、散乱する媒質における光エネルギーの挙動を表す輸送方程式や拡散方程式を数値的に解く方法により、被検体１００の内部における光フルエンスの空間分布を算出することができる。数値的に解く方法としては、有限要素法、差分法、モンテカルロ法等を採用することができる。例えば、コンピュータ１５０は、式（１）に示す光拡散方程式を解くことにより、被検体１００の内部における光フルエンスの空間分布を算出してもよい。
【００９３】
【数１】
2019092929.tif 000003
【００９４】
ここで、Ｄは拡散係数、μａは吸収係数、Ｓは照射光の入射強度、φは到達する光フルエンス、ｒは位置、ｔは時間を示す。
【００９５】
また、複数の波長の光を用いて、Ｓ３００、Ｓ４００の工程を実行し、演算部１５１は、複数の波長の光のそれぞれに対応する吸収係数分布情報を取得してもよい。そして、演算部１５１は、複数の波長の光のそれぞれに対応する吸収係数分布情報に基づいて、分光情報として被検体１００を構成する物質の濃度の空間分布情報を、光音響画像データとして取得してもよい。すなわち、演算部１５１は、複数の波長の光に対応する信号データを用いて、分光情報を取得してもよい。
【００９６】
なお、本工程の詳細については、図９に示すフローチャートを用いて後述する。
【００９７】
（Ｓ６００：光音響画像データに基づいた画像を生成・表示する工程）
表示制御手段としてのコンピュータ１５０は、Ｓ５００で得られた光音響画像データに基づいて画像を生成し、表示部１６０に表示させる。画像データの画像値は、そのまま表示画像の輝度値としてもよい。また、画像データの画像値に所定の処理を加えて、表示画像の輝度を決定してもよい。例えば、画像値が正値の場合は画像値を輝度に割り当てとし、画像値が負値の場合は輝度を０とする表示画像を生成してもよい。
【００９８】
次に、図９に示すフローチャートを用いて、Ｓ５００における画像生成方法を説明する。Ｓ５００においては、コンピュータ１５０が、光照射毎に得られた、光音響波に由来するデジタル信号を記憶した信号データに基づいて、光音響画像データを生成する。
【００９９】
（Ｓ５１０：受信信号に対して時間微分信号及び反転処理を行う工程）
信号処理手段としてのコンピュータ１５０は、記憶部１５２に記憶された受信信号に対して、時間微分処理及び信号レベルの正負を反転させる反転処理を含む信号処理を行う。これらの信号処理が行われた受信信号を投影信号とも呼ぶ。本工程では、記憶部１５２に記憶された各受信信号に対して、これらの信号処理を実行する。その結果、複数回の光照射及び複数のトランスデューサ１２１のそれぞれに対応する投影信号が生成される。
【０１００】
例えば、コンピュータ１５０は、式（２）に示すように、受信信号ｐ（ｒ，ｔ）に対して時間微分処理及び反転処理（時間微分信号にマイナスを付与）を行い、投影信号ｂ（ｒ，ｔ）を生成し、投影信号ｂ（ｒ，ｔ）を記憶部１５２に記憶する。
【０１０１】
【数２】
2019092929.tif 000004
【０１０２】
ここで、ｒは受信位置、ｔは光照射からの経過時間、ｐ（ｒ，ｔ）は受信位置ｒで経過時間ｔに受信された音響波の音圧を示す受信信号、ｂ（ｒ，ｔ）は投影信号である。なお、時間微分処理及び反転処理に加えてその他の信号処理を行ってもよい。例えば、その他の信号処理は、周波数フィルタリング（ローパス、ハイパス、バンドパス等）、デコンボリューション、包絡線検波、ウェーブレットフィルタリングの少なくとも一つである。
【０１０３】
なお、本実施形態において反転処理を実行しなくてもよい。この場合でも、本実施形態の効果は損なわれない。
【０１０４】
（Ｓ５２０：信号処理後の受信信号に基づいて画像データを生成する工程）
画像データ生成手段としてのコンピュータ１５０は、Ｓ５１０で生成された複数回の光照射及び複数のトランスデューサ１２１のそれぞれに対応する受信信号（投影信号）に基づいて、複数の光音響画像データを生成する。複数の光音響画像データを生成できる限り、光照射毎に光音響画像データを生成してもよいし、複数回の光照射に由来する投影信号から１つの光音響画像データを生成してもよい。
【０１０５】
例えば、コンピュータ１５０は、式（３）に示すように、投影信号ｂ（ｒｉ，ｔ）に基づいて、光照射毎の初期音圧ｐ０の空間分布を示す画像データを生成する。その結果、複数回の光照射のそれぞれに対応する画像データが生成され、複数の画像データを取得することができる。
【０１０６】
【数３】
2019092929.tif 000005
【０１０７】
ここで、ｒ０は再構成する位置（再構成位置、注目位置とも呼ぶ）を示す位置ベクトル、ｐ０（ｒ０）は再構成する位置での初期音圧、ｃは伝搬経路の音速を示す。また、ΔΩｉは再構成する位置からｉ番目のトランスデューサ１２１を見込む立体角、Ｎは再構成に用いるトランスデューサ１２１の個数を示す。式（３）は、投影信号に立体角の加重をかけて整相加算すること（逆投影）を示している。
【０１０８】
なお、本実施形態では、前述したように解析的な再構成法やモデルベース再構成法により、画像データを生成することができる。
【０１０９】
ここで生成された複数の光音響画像データは、再構成範囲が三次元の空間領域の場合はボリュームデータであり、光照射毎に生成されたボリュームデータを部分ボリュームデータと呼称する。例えば図１０に示したように、受信部１２０が撮像領域Ａに対して相対的位置を変化しながら部分ボリュームデータを生成する場合を考える。この場合、コンピュータ１５０は、図１０（ａ）で示した位置で光照射し、その際に受信された信号から生成された部分ボリュームデータＶｐ１を生成する。また、コンピュータ１５０は、図１０（ｂ）の位置で光照射し、その際に受信された信号から部分ボリュームデータＶｐ２を生成する。また、コンピュータ１５０は、図１０（ｃ）の位置で光照射し、その際に受信された信号から部分ボリュームデータＶｐ３を生成する。図１０に示す各部分ボリュームにおいて同一の位置に対応するボクセルＶｏｘ１を一点鎖線、ボクセルＶｏｘ２を破線で示す。
【０１１０】
なお、本実施形態において部分ボリュームデータは、撮像領域Ａよりも小さい領域を設定したが、撮像領域Ａの全領域を部分ボリュームデータの生成領域として設定してもよい。すなわち、光照射毎に同じ領域の部分ボリュームデータを生成してもよい。
【０１１１】
（Ｓ５３０：テンプレートデータを読み出す工程）
テンプレートデータ取得手段としてのコンピュータ１５０は、光音響装置に対応したテンプレートデータを読み出す。
【０１１２】
テンプレートデータは、複数回の光照射及び光音響波の受信を実行する光音響装置の空間感度分布を反映したデータである。テンプレートデータは、複数回の光照射のそれぞれにおいて、各位置に光吸収体が存在するときに生成されうる画像データを示すデータであるともいえる。すなわち、テンプレートデータは、各位置に光吸収体が存在したときの画像値の推定値を示す空間分布であるともいえる。さらに、テンプレートデータは、光音響装置に対応する空間感度分布に加えて、被検体１００の特性も反映したテンプレートデータであってもよい。
【０１１３】
ここでは、支持体１２２上に配置された複数のトランスデューサ１２１が形成する感度分布を記憶部１５２としてのＲＡＭもしくはＲＯＭから読み出す。この感度分布は部分ボリュームに対応した領域の中に吸収体が存在した場合に、吸収体と複数のトランスデューサ１２１との相対位置関係と、その位置の吸収体を画像化した時の部分ボリュームの画像値との関係性をデータにしたものである。半球殻状の配置の場合は典型的には図１１に示したように球殻の中心に近いほど感度分布が高くなる（図中色が濃いほど感度が高いことを示す）傾向のテンプレートデータとなる。すなわち、本実施形態において、テンプレートデータは、吸収体（再構成対象であるボクセル）と複数のトランスデューサ１２１との相対位置関係に基づいて、音響波に対するトランスデューサ１２１の感度を反映した空間分布データを採用している。
【０１１４】
コンピュータ１５０は、各光照射における受信部１２０と注目位置との相対位置情報に基づいて、所定のテンプレートデータに座標を割り当てることにより、各光照射に対応するテンプレートデータを取得してもよい。例えば、コンピュータ１５０は、光音響装置の空間感度分布を、光照射時の受信部１２０の位置に連動させて座標を定義することにより、各光照射に対応するテンプレートデータを生成することができる。
【０１１５】
また、コンピュータ１５０は、複数回の光照射について、受信部１２０と注目位置との相対位置情報を取得してもよい。続いて、コンピュータ１５０は、相対位置情報に対応するテンプレートデータを記憶部１５２から読み出すことにより、複数回の光照射に対応するテンプレートデータを取得してもよい。この場合、記憶部１５２には、複数の相対位置情報に対応する複数のテンプレートデータが格納されていてもよい。なお、記憶部１５２に、取得した相対位置情報に対応するテンプレートデータが格納されていない場合、取得した相対位置情報の近傍の相対位置情報に対応するテンプレートデータを用いて補間により、新たなテンプレートデータを生成してもよい。
【０１１６】
ここでは読み出しする手法を述べたが、コンピュータ１５０が撮像の度に装置内でテンプレートデータを算出してもよく、その場合であっても本発明の効果を得ることができる。なお、テンプレートデータの算出に際しては、注目位置と複数のトランスデューサ１２１との相対位置の情報に加え、光音響波の伝播経路における音速や音響波の減衰特性などの情報を考慮してもよい。また、テンプレートデータは、照射光の光強度分布を考慮したテンプレートデータであってもよい。また、被検体内での光伝播による拡散や減衰を考慮したテンプレートデータでもよい。すなわち、各光照射における画像データに与えるあらゆる影響を考慮したテンプレートデータを採用することができる。光照射毎に異なるテンプレートデータを用いてもよいし、光照射間で共通のテンプレートデータを用いてもよい。
【０１１７】
また、コンピュータ１５０は、観察対象のサイズ、例えば血管径などに応じて、テンプレートデータを変更してもよい。すなわち、コンピュータ１５０は、受信周波数帯域や処理に用いる周波数帯域に応じてテンプレートデータを変更してもよい。具体的には受信する光音響信号の周波数に応じて受信素子の指向性が変化する影響をテンプレートデータに反映してもよい。また、コンピュータ１５０は、ターゲットの形状やターゲットの光学特性に応じてテンプレートデータを変更してもよい。例えば、ユーザーがターゲットに関する情報（ターゲットのサイズ、形状等）を指示する場合を考える。この場合、コンピュータ１５０は、ターゲットに関する情報とテンプレートデータとの関係を示す情報（関係テーブルや関係式）にしたがって、指示されたターゲットに関する情報に対応するテンプレートデータを取得してもよい。
【０１１８】
（Ｓ５４０：テンプレート演算処理）
相関情報取得手段としてのコンピュータ１５０はテンプレートデータと複数位置で生成された部分ボリュームデータとを用いてテンプレート演算処理を行う。ここで特定のボクセルＶｏｘ１に着目してテンプレート演算処理の内容を説明する。複数の部分ボリュームデータＶｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３のボクセルＶｏｘ１の位置の画像値データをそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３とする。次に注目位置と複数のトランスデューサ１２１との相対位置関係を用いてその相対位置に対応するデータをテンプレートデータから抽出する。具体的には図１０（ａ）での部分ボリュームデータＶｐ１のボクセルＶｏｘ１に対応する位置である位置Ｔ１でのテンプレートデータα１を抽出する。また、コンピュータ１５０は、部分ボリュームデータＶｐ２のボクセルＶｏｘ１に対応する位置Ｔ２でのテンプレートデータα２を抽出する。また、コンピュータ１５０は、部分ボリュームデータＶｐ３のボクセルＶｏｘ１に対応する位置Ｔ３でのテンプレートデータα３を抽出する。さらに、コンピュータ１５０は、これらのデータを用いて以下の相関値計算を行う。
【０１１９】
【数４】
2019092929.tif 000006
【０１２０】
Ｒｖｏｘ１は、ボクセルＶｏｘ１に対応する相関値である。ｉは、光照射の番号である。Ｐｉは、ｉ番目の光照射に対応する、ボクセルＶｏｘ１の画像値である。αｉは、ｉ番目の光照射に対応する、ボクセルＶｏｘ１のテンプレートデータである。
【０１２１】
すなわち、コンピュータ１５０は、ボクセルＶｏｘ１の画像値、及び、ボクセルＶｏｘ１とトランスデューサ１２１との相対位置情報に対応するテンプレートデータを用いて、ボクセルＶｏｘ１に対応する相関を示す情報を算出する。このときコンピュータ１５０は、複数回の光照射に対応する複数のテンプレートデータと、複数回の光照射に対応する画像値データとを用いて、ボクセルＶｏｘ１に対応する相関値を算出する。
【０１２２】
また、Ｎ個のボリュームデータから算出する場合は以下の計算を行う。
【０１２３】
【数５】
2019092929.tif 000007
【０１２４】
Ｒ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）はボリュームデータの注目位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対応するテンプレート演算の結果（ここでは相関値）である。Ｐ（Ｘ，Ｙ、Ｚ，ｉ）はボリュームデータの注目位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対応するｉ番目の光照射に対応する部分ボリュームデータの画像値である。α（Ｘ，Ｙ，Ｙ）は、ボリュームデータの注目位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対応するｉ番目の光照射に対応するテンプレートデータの値である。Ｒ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は−１から１までの値をとる。部分ボリュームデータの座標と、テンプレートデータの座標とが完全に一致しない場合、一方のデータの座標をもう一方の座標に変換してもよいし、両方のデータの座標を新たな座標に置き換えてもよい。その際に、ある座標における値を別の座標における値として置き換えてもよいし、別の座標における値を補間により算出してもよい。
【０１２５】
これはつまり、ボリュームデータの特定の位置に注目したときに、その特定の位置に対応する部分ボリュームの画像値列と、その特定の位置に対応したテンプレートデータ列との相関値を算出していることになる。すなわち、相関情報取得手段としてのコンピュータ１５０は、注目位置における複数の画像データの画像値列と、注目位置における複数のテンプレートデータのデータ列との相関を示す情報を取得することができる。
【０１２６】
撮像領域Ａ全体に渡ってテンプレート演算処理を行うことで、撮像領域Ａ全体に対応したテンプレート演算結果（ここでは相関値）を得ることができる。なお、撮像領域Ａの一部の領域もしくは撮像領域Ａ以外の領域をテンプレート演算の対象としてもよい。
【０１２７】
図１２は、ｉ番目の光照射に対応する部分ボリュームデータ、画像値、及びテンプレートデータの対応関係を示す表である（ｉ＝１〜Ｎ）。図１２に示すように、画像値とテンプレートデータとは共通の光照射の番号ｉに対応づいている。すなわち、画像値列及びテンプレートデータ列は、共通の光照射の番号を介して対応づいているといえる。例えば、複数の画像データの画像値列は、ｉが１からＮの画像値Ｐを、１からＮの順に並べたデータ（例えば行列データ）である。また、複数のテンプレートデータのテンプレートデータ列は、ｉが１からＮのテンプレートデータαを、１からＮの順に並べたデータ（例えば行列データ）である。画像値列及びデータ列は、画像値またはテンプレートデータが、ｉが１からＮの順に並んだデータでなくてもよい。
【０１２８】
ここでこの相関値がどのような性質を有するのかを図１３を用いて説明する。図１３において、横軸は光照射の番号を表し、縦軸は注目位置における画像値を表す。実線１３００は、注目位置に光吸収体が存在する場合の注目位置における部分ボリュームデータＶｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３の画像値の変化を示したグラフである。破線１３１０は、注目位置におけるテンプレートデータα１、α２、α３の画像値の変化を示したグラフである。一点鎖線１３２０は、注目位置に光吸収体が存在しない場合の注目位置における部分ボリュームデータＶｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３の画像値の変化を示したグラフである。
【０１２９】
注目位置に吸収体がある場合、複数のトランスデューサ１２１に対する注目位置が変わるにつれて、注目位置に対応するテンプレートデータの変化に連動して、部分ボリュームデータの注目位置に対応する画像値が変化する。例えば図１０のＶｏｘ１の位置に吸収体が存在した場合、図１３の実線１３００に模式的に示したように画像値が変化する。
【０１３０】
次に注目位置（注目ボクセル）に吸収体がなく、注目位置とは異なる位置に吸収体がある場合、注目位置以外の吸収体からの光音響信号を画像再構成した際に生じるアーティファクトが注目位置の画像値に影響を及ぼす可能性がある。例えば、図１０のＶｏｘ１の位置が注目位置であるがその位置には吸収体がなく、Ｖｏｘ２の位置に吸収体が存在した場合を考える。この場合、部分ボリュームデータの注目位置Ｖｏｘ１は、Ｖｏｘ２の吸収体が要因となって発生するアーティファクトの影響を受け、図１３の破線１３１０に模式的に示したように画像値が変化する。
【０１３１】
部分ボリュームデータ内での注目位置Ｖｏｘ１の相対位置に対応したテンプレートデータは図１３の一点鎖線１３２０のようになる。
【０１３２】
注目位置に吸収体があるときの実線１３００と一点鎖線１３２０とで示すデータ間の相関値は正で高い値（１に近い）を示す傾向にあることが分かる。一方、注目位置に吸収体がないときの破線１３１０と一点鎖線１３２０とで示すデータ間の相関値は低い値、もしくは負の値になる傾向であることが分かる。つまり、注目位置に吸収体がある場合は相関値が高く出る傾向があり、注目位置に吸収体がない場合は相関値が低く出やすい傾向となる。
【０１３３】
このように、テンプレートデータを用いて演算を行うことで、それぞれのボクセルにおける吸収体の有無に関連した情報を得ることが可能となる。すなわち、相関を示す情報は、ターゲットが存在する可能性を示す情報に相当する。
【０１３４】
表示制御手段としてのコンピュータ１５０は、相関を示す情報に基づいた画像を表示部１６０に表示させてもよい。コンピュータ１５０が、複数の位置に対応する相関を示す情報を算出し、相関を示す情報の空間分布を表示部１６０に表示させてもよい。画像値を輝度値に割り当ててもよいし、画像値をカラーマップに割り当てて色を付けてもよい。このようにして得られた合成ボリュームデータを光音響画像データとする。
【０１３５】
また、ユーザーが入力部１７０を用いて所望の位置を指示すると、指示された位置に対応する相関を示す情報が表示部１６０に表示されてもよい。この場合、コンピュータ１５０は、ユーザーの指示に基づいて決定された位置に対応する相関を示す情報を取得し、当該位置に対応する相関を示す情報に基づいたテキスト画像を表示部１６０に表示させることができる。コンピュータ１５０は、予め算出された、指示された位置に対応する相関を示す情報を記憶部１５２から読み出してもよい。また、コンピュータ１５０は、位置の指示を受け付けた後に、当該指示に対応する相関を示す情報を算出してもよい。なお、ユーザーは、表示部１６０に表示された部分ボリュームデータの画像、後述する結合ボリュームデータの画像、別のモダリティで生成された画像などに対して位置の指示を行ってもよい。
【０１３６】
このように、相関を示す情報はターゲットが存在する可能性を示す情報に相当するため、相関を示す情報に基づいた画像を表示させることにより、ユーザーは注目位置にターゲットが存在するかどうかの判別をしやすくなる。
【０１３７】
（Ｓ５５０：部分ボリュームの結合処理）
画像データ生成手段としてのコンピュータ１５０は、複数の部分ボリュームデータを結合する結合処理を行うことにより、結合ボリュームデータ（結合画像データ）を生成する。コンピュータ１５０は、撮像領域Ａの中で同じ位置つまり同一ボクセル（たとえばＶｏｘ１）の画像値をそれぞれの部分ボリュームデータから抽出する。コンピュータ１５０は、抽出された画像値を加算もしくは加算平均することで部分ボリュームデータを結合し、撮像領域Ａに対応した結合ボリュームデータを算出する。コンピュータ１５０は、この結合処理を撮像領域Ａに対応する各ボクセルに対して行うことにより、撮像領域Ａの結合ボリュームデータを生成する。なお、結合処理は、必ずしも撮像領域Ａの全領域に対応するボクセルに対して行わなくてもよい。ユーザーが所望する領域の複数の位置に対応するボクセルに対して結合処理を行ってもよい。
【０１３８】
（Ｓ５６０：合成ボリュームデータの生成）
画像データ生成手段としてのコンピュータ１５０は、結合ボリュームデータとテンプレート演算結果とを用いて、合成ボリュームデータを生成する。合成ボリュームデータは、テンプレート演算結果である相関を示す情報を用いて、結合ボリュームデータを重みづけすることによって得られる、重みづけされた結合ボリュームデータである。
【０１３９】
ここで図１４を用いて、本工程における重みづけの演算内容を説明する。
【０１４０】
図１４（ａ）は、ある領域の結合ボリュームデータ１４００を模式的に示した図である。結合ボリュームデータ１４００においては、明るいほど（白に近い色ほど）画像値が高いことを表す。
【０１４１】
図１４（ｂ）は、結合ボリュームデータ１４００と同等の位置のテンプレート演算結果（相関を示す情報の空間分布）１４１０を模式的に示したものである。テンプレート演算結果１４１０において、明るいほど（白に近い色ほど）相関が高いことを表す。
【０１４２】
図１４（ｃ）は、合成ボリュームデータ（重みづけされた結合ボリュームデータ）１４２０の例を示す。合成ボリュームデータ１４２０は、テンプレート演算結果１４１０の値がある一定以上の部分の結合ボリュームデータの画像値を選択的に使用した画像データである。さらに合成ボリュームデータ１４２０は、テンプレート演算結果１４１０の値がある一定以下のボクセルには小さな画像値、たとえば０を入れた画像データである。すなわち、合成ボリュームデータ１４２０は、テンプレート演算結果１４１０を用いて結合ボリュームデータ１４００が重みづけされた結果を示している。このように重みづけすることで例えばボクセル１４２２は、結合ボリュームの画像値は高いが、テンプレート演算結果が低いところであるため、合成ボリュームデータにおいては小さな値がそのボクセル位置の画像値となっている。このようにテンプレート演算結果に閾値を定めマスクとして使用することで、吸収体が存在する可能性の高い領域を視認しやすい画像値となる。
【０１４３】
図１４（ｄ）は、合成ボリュームデータ（重みづけされた結合ボリュームデータ）１４３０の別の例を示す。テンプレート演算結果の相関が高いボクセル（例えばボクセル１４３３）では大きな重み、テンプレート演算結果の相関が低いボクセル（例えばボクセル１４３２）では小さな重みとして、結合ボリュームデータの画像値に対して重みづけ処理を行う。この処理内容は乗算でもよいし、別途定めた関係テーブルや関係式（相関と重みの関係を示すテーブルや式）に沿った重みのかけ方でもよい。結合ボリュームデータでは同じ画像値であったボクセル１４３３とボクセル１４３２である。ところが、このような処理を行うことで、相関が小さいボクセル１４３２については、合成ボリュームデータ１４３０において小さな画像値となり、相関が大きいボクセル１４３３については、合成ボリュームデータ１４３０において大きな画像値となる。これにより、アーティファクトの可能性が高いボクセル１４３２に対して、吸収体が存在する可能性が高いボクセル１４３３が視認しやすい画像値となる。
【０１４４】
ここではテンプレート演算結果に対して閾値を設定する重みづけの例と、テンプレート演算結果を重みとして用いる重みづけの例とを述べたが、この２種類の処理を混合してもよい。例えば、テンプレート演算結果がある一定の値までの合成ボリュームデータには０を入れ、それ以上のテンプレート演算結果を有する合成ボリュームではそのテンプレート演算結果に基づいた重みを結合ボリュームデータに適用して画像値を定めてもよい。
【０１４５】
画像値を輝度値に割り当ててもよいし、画像値をカラーマップに割り当てて色を付けてもよい。このようにして得られた合成ボリュームデータを光音響画像データとする。Ｓ６００において、光音響画像データとしての合成ボリュームデータに基づいた画像が表示部１６０に表示される。
【０１４６】
また、ユーザーの指示に従って、コンピュータ１５０は、合成ボリュームデータ（重みづけされた結合ボリュームデータ）に基づいた画像と、重みづけされていない結合ボリュームデータに基づいた画像とを切り替えて表示させてもよい。また、コンピュータ１５０は、これらの画像を自動的に交互に切り替えてもよい。この場合、コンピュータ１５０は、画面上にどちらのボリュームデータに基づいた画像が表示されているのかを表示させてもよい。
【０１４７】
また、コンピュータ１５０は、合成ボリュームデータ（重みづけされた結合ボリュームデータ）と重みづけされていない結合ボリュームデータとの重みを変化させて合成して表示してもよい。この場合、コンピュータ１５０は、画面上にどの程度の重みで合成されているかを表示させてもよい。
【０１４８】
また、図１４（ｃ）においてテンプレート演算結果１４１０の値がある一定以下のボクセルには小さな画像値を入れたが、この一定値をユーザーの指示や撮像部位に応じて変化させてもよく、またその場合にはその一定値を画面上に表示してもよい。
【０１４９】
また、コンピュータ１５０は、相関値や合成ボリュームデータの画像値に応じて透明度を変化させて、表示させてもよい。例えば相関値や合成ボリュームデータの画像値が低いほど透明度を上げてもよい。
【０１５０】
また、合成ボリュームデータもしくは重みづけされていない結合ボリュームデータに対して相関値をカラーマップとした画像を重畳してもよい。
【０１５１】
また、コンピュータ１５０は、光音響画像データにひも付された情報（例えば撮像部位や診療科）、もしくはユーザーの指示に応じて、これらの表示方法を切り替えてもよい。
【０１５２】
また、本実施形態ではテンプレートデータと注目位置の画像値の変化との相関値をテンプレート演算の結果（相関を示す情報）として用いたが、以下の計算で算出できる内積値をテンプレート演算の結果（相関を示す情報）として用いてもよい。
【０１５３】
【数６】
2019092929.tif 000008
【０１５４】
また、以下の式で算出できる相互相関係数を算出しその正のピークがデータ列のずれがないとき（つまりｊ＝０のとき）に生じる場合は相関があると判定し、テンプレート演算の結果として用いてもよい。例えば、データ列のずれがないとき（ｊ＝０のとき）に正のピークが生じる場合はテンプレート演算の結果として１を代入し、それ以外の場合は０もしくは１よりも小さい値を代入してもよい。
【０１５５】
【数７】
2019092929.tif 000009
【０１５６】
これらの値はいずれもテンプレートデータと注目位置の画像値とがどの程度同じように変化するかを算出しているものである。なお、この他の指標であってもそれがテンプレートデータと注目位置の画像値との相関、関連性を評価できる指標であれば本発明の効果を得ることができる。
【０１５７】
また、本実施形態では注目位置に対応する部分ボリュームデータとテンプレートデータを使用して相関値を出す式を示した。なお、部分ボリュームデータを取得するたびに、その部分ボリュームデータのボクセルに対して、そのボクセルの各位置に光吸収体が存在したときの画像値の推定値を示す空間分布（つまりテンプレートデータ）を乗じ、その積を合成してもよい。この場合も、本実施形態と同様の計算結果を得ることができる。具体的には部分ボリュームデータを取得する度（つまりｉが増える度）に以下の計算を行う。
【０１５８】
【数８】
2019092929.tif 000010
【０１５９】
また、さらに以下の演算によってボクセルごとにデータを更新する。
【０１６０】
【数９】
2019092929.tif 000011
【０１６１】
さらに、必要な数の部分ボリュームデータを取得した段階で、以下の計算によってテンプレート演算の結果を得る。
【０１６２】
【数１０】
2019092929.tif 000012
【０１６３】
このような手法を採用することで演算中に保持しておくべきデータ量を低減することが可能となる。これによってより多くのデータをより規模の小さいシステムで演算することができる。
【０１６４】
また、本実施形態では、コンピュータ１５０が画像データを生成することにより画像データを取得する例を説明したが、コンピュータ１５０は記憶装置に予め記憶された画像データを読み出すことにより、画像データを取得してもよい。画像データが記憶された記憶装置は、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のネットワークを介した記憶サーバであってもよい。また、画像データ記憶された記憶装置は、コンピュータ１５０の記憶部であってもよい。
【０１６５】
複数回の測定において、空間感度分布が変化するような場合に本発明を適用することができる。例えば、光音響装置においては、複数回の光照射間で、光照射位置の変化、光音響波の受信位置の変化などが生じることによって空間感度分布が変化する場合に本発明を適用することができる。
【０１６６】
以上の実施形態では、光音響装置に本発明を適用する場合を説明したが、本発明を適用可能なモダリティは光音響装置に限られない。すなわち、アーティファクトが発生するモダリティにより生成された画像データに対しては、本発明を適用可能である。例えば、本発明を適用可能なモダリティとしては、超音波診断装置、ＭＲＩ装置、Ｘ線−ＣＴ装置などが挙げられる。これらのモダリティに適用する場合も、情報処理装置は、複数回の測定タイミングに対応する複数の画像データの画像列と、複数回の測定に対応する複数のテンプレートデータのテンプレートデータ列との相関を示す情報を取得することができる。ここで測定とは、１フレームの画像データを生成するために必要な測定（撮影）のことを指す。例えば、超音波診断装置であれば、１回の測定は１フレームの画像データを生成するための超音波の送受信に相当する。このような情報処理方法によって、画像中の注目位置にターゲット（観察対象）が存在する可能性が高いか低いかを判別しやすくすることができる。
【０１６７】
（その他の実施例）
また、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、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（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（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０１６８】
１５０  コンピュータ
１６０  表示部
【図１】
2019092929.tif 000014
【図２】
2019092929.tif 000015
【図３】
2019092929.tif 000016
【図４】
2019092929.tif 000017
【図５】
2019092929.tif 000018
【図６】
2019092929.tif 000019
【図７】
2019092929.tif 000020
【図８】
2019092929.tif 000021
【図９】
2019092929.tif 000022
【図１０】
2019092929.tif 000023
【図１１】
2019092929.tif 000024
【図１２】
2019092929.tif 000025
【図１３】
2019092929.tif 000026
【図１４】
2019092929.tif 000027