(57)【要約】      （修正有）【課題】光音響波および超音波エコーを用いて被検体内の対象領域の画像データを生成する装置において、探触子による対象領域全体の走査の完了を待たずに画像データの確認を可能とする。【解決手段】被検体情報取得装置は、超音波エコーおよび光音響波を受信する受信手段１４と、受信手段１４の走査手段１３と、超音波を用いて形態分布情報を、光音響波を用いて機能分布情報を生成する処理手段９と、各分布情報を表示手段１１に表示させる制御手段１０を有し、制御手段１０は、受信手段１４が被検体の少なくとも一部の領域からなる部分領域からの光音響波を受信して、処理手段９が部分領域の機能分布情報を生成する期間に、処理手段９が部分領域から反射した超音波に基づき生成した形態分布情報を、走査手段１３による部分領域内における受信手段１４の走査に伴い順次、表示手段１１に表示させる。【選択図】図１
2015065975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に送信されたのち当該被検体で反射した超音波、および、光を照射された前記被検体で発生した光音響波を受信する受信手段と、
前記受信手段を前記被検体に対して機械的に走査する走査手段と、
前記超音波を用いて前記被検体内の形態分布情報を生成するとともに、前記光音響波を用いて前記被検体内の機能分布情報を生成する処理手段と、
表示手段と、
前記形態分布情報および前記機能分布情報を前記表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記受信手段が前記被検体の少なくとも一部の領域からなる部分領域からの光音響波を受信して、前記処理手段が当該部分領域の機能分布情報を生成する期間に、前記処理手段が前記被検体の前記部分領域から反射した超音波に基づき生成した形態分布情報を、前記走査手段による前記部分領域内における前記受信手段の走査に伴い順次、前記表示手段に表示させる制御を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記被検体における関心領域の指定を受け付ける入力手段をさらに有し、
前記処理手段は、前記関心領域において、前記光音響波を用いた前記機能分布情報の生成を行う
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】
前記入力手段は、前記制御手段が前記形態分布情報を順次、前記表示手段に表示させているときに、前記関心領域の変更を受け付けることが可能であり、
前記走査手段は、変更された前記関心領域に基づいて前記受信手段の経路を変更する
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】
前記被検体を撮影する撮影手段をさらに有し、
前記表示手段は、前記形態分布情報とともに、前記撮影手段により得られた画像を表示する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記関心領域は、前記被検体の表面になされるマーキングに基づいて設定される
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記走査手段は、前記受信手段を主走査方向に走査してストライプを形成するとともに、前記受信手段を副走査方向に走査してストライプ間を移動させるものである
ことを特徴とする請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記被検体を保持するプレートをさらに有し、
前記走査手段は、前記受信手段を前記プレートの上で機械的に走査する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記処理手段は、前記形態分布情報として、前記プレートに沿ったＣモード画像を深度ごとに表示する
ことを特徴とする請求項７に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
前記処理手段は、前記形態分布情報として、前記受信手段の走査位置ごとのＢモード画像を表示する
ことを特徴とする請求項７に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記受信手段は、前記超音波を受信する探触子と前記光音響波を受信する探触子を一体化したものである
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】
前記受信手段は、前記超音波の受信と前記光音響波の受信に共通の素子を用いるものである
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１２】
受信手段と、前記受信手段を被検体に対して機械的に走査する走査手段と、処理手段と、表示手段と、形態分布情報および機能分布情報を前記表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、
を有する被検体情報取得装置の制御方法であって、
前記受信手段が、被検体に送信されたのち当該被検体で反射した超音波を受信するステップと、
前記受信手段が、光を照射された前記被検体で発生した光音響波を受信するステップと、
前記処理手段が、前記超音波を用いて前記被検体内の形態分布情報を生成するステップと、
前記処理手段が、前記光音響波を用いて前記被検体内の機能分布情報を生成するステップと、
前記制御手段が、前記受信手段が前記被検体の少なくとも一部の領域からなる部分領域からの光音響波を受信して、前記処理手段が当該部分領域の機能分布情報を生成する期間に、前記処理手段が前記被検体の前記部分領域から反射した超音波に基づき生成した形態分布情報を、前記走査手段による前記部分領域内における前記受信手段の走査に伴い順次、前記表示手段に表示させる制御を行うステップと、
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】
従来、医療画像診断に用いられる超音波診断装置において、超音波の送受信機能を備えた振動素子を含む探触子が用いられている。この探触子から被検体に向けて、超音波の合成によって形成される超音波ビームを送信すると、超音波ビームは被検体内部における音響インピーダンスが変化する領域（すなわち、組織の境界）において反射する。探触子がこの反射エコーを受信し、その強度に基づいて情報処理装置が画像再構成することにより、生体組織の形態分布情報を示す２次元画像データ（断層スライス像）が取得できる。
【０００３】
特許文献１の技術によれば、１次元配列（１Ｄアレイ）探触子を用いて被検体表面をＸＹ方向に機械的に走査することで、連続した断層スライス像を得られる。これにより、広い検査領域の３次元画像データを生成できる。
【０００４】
一方、非特許文献１には、光音響トモグラフィー（ＰＡＴ：Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）技術を適用した、乳がん検査用の生体情報イメージング装置が記載されている。
ＰＡＴとは、被検体内で伝播・拡散した光のエネルギーを吸収した生体組織から光音響効果により発生した光音響波を用いて、被検体内部の光学特性値に関連した情報を可視化する技術である。その際、被検体を取り囲む複数の個所で光音響波を検出し、得られた信号を数学的に解析処理する。
【０００５】
光音響効果とは、被検体にパルス光を照明すると、被検体内の吸収係数が高い領域で、体積膨張により光音響波が発生する現象である。
ＰＡＴでは、光照射によって生じた初期音圧分布あるいは光エネルギー吸収密度分布など、特定成分の有無や変化を示す、生体組織の機能分布情報を取得できる。
【０００６】
さらに特許文献１では、光音響波を受信するための２次元配列（２Ｄアレイ）探触子と、超音波を送受信する１次元配列探触子とが一体化された探触子を用いて、被検体表面をＸＹ方向に機械的走査を行う構成に関しても記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２６９０４６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Srirang Manohar, et al., “The Twente photoacoustic mammoscope: system overview and performance”, Physics in Medicine and Biology, 50(2005), 2543 -2557
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１のように、２種類の受信機能が一体化された探触子を機械的に走査して３次元画像データを生成する場合、探触子の全走査が完了するまでの間、超音波エコーと光音響波の双方に由来する画像データを確認することができなかった。その理由を以下に説明する。
【００１０】
光音響波に基づく画像再構成を行う際には、画像化対象領域全体からの受信データが必要となる。したがって、画像化対象領域を走査している途中に、走査の済んだ場所から順次画像生成し、リアルタイムで表示することは不可能である。そのため従来、探触子の全走査が完了してから画像再構成処理を行って３次元画像データを生成していた。なお、画像化対象領域とは、被検体全体を指す場合もあるし、被検体を分割した部分領域の一つを指す場合もある。
【００１１】
一方、超音波の画像再構成に関しては通常、リアルタイムでの画像生成が可能である。しかし特許文献１の装置は、主として光音響画像に重畳表示させる目的で超音波画像を生成していたため、探触子の全走査が完了するまで超音波画像を表示する機能が無かった。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光音響波および超音波エコーを用いて被検体内の対象領域の画像データを生成する装置において、探触子による対象領域全体の走査の完了を待たずに画像データの確認を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に送信されたのち当該被検体で反射した超音波、および、光を照射された前記被検体で発生した光音響波を受信する受信手段と、
前記受信手段を前記被検体に対して機械的に走査する走査手段と、
前記超音波を用いて前記被検体内の形態分布情報を生成するとともに、前記光音響波を用いて前記被検体内の機能分布情報を生成する処理手段と、
前記形態分布情報および前記機能分布情報を表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記受信手段が前記被検体の少なくとも一部の領域からなる部分領域からの光音響波を受信して、前記処理手段が当該部分領域の機能分布情報を生成する期間に、前記処理手段が前記被検体の前記部分領域から反射した超音波に基づき生成した形態分布情報を、前記走査手段による前記部分領域内における前記受信手段の走査に伴い順次、前記表示手段に表示させる制御を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
【００１４】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
受信手段と、前記受信手段を被検体に対して機械的に走査する走査手段と、処理手段と、表示手段と、形態分布情報および機能分布情報を前記表示手段に表示させる制御を行う制御手段と、
を有する被検体情報取得装置の制御方法であって、
前記受信手段が、被検体に送信されたのち当該被検体で反射した超音波を受信するステップと、
前記受信手段が、光を照射された前記被検体で発生した光音響波を受信するステップと、
前記処理手段が、前記超音波を用いて前記被検体内の形態分布情報を生成するステップと、
前記処理手段が、前記光音響波を用いて前記被検体内の機能分布情報を生成するステップと、
前記制御手段が、前記受信手段が前記被検体の少なくとも一部の領域からなる部分領域からの光音響波を受信して、前記処理手段が当該部分領域の機能分布情報を生成する期間に、前記処理手段が前記被検体の前記部分領域から反射した超音波に基づき生成した形態分布情報を、前記走査手段による前記部分領域内における前記受信手段の走査に伴い順次、前記表示手段に表示させる制御を行うステップと、
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】
【００１５】
本発明によれば、光音響波および超音波エコーを用いて被検体内の対象領域の画像データを生成する装置において、探触子による対象領域全体の走査の完了を待たずに画像データの確認が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の全体構成を示す図
【図２】第１の実施例に係る、装置の模式を示す図
【図３】探触子の機械的操作を示す図
【図４】超音波探触子の走査手順を示す図
【図５】被検体の３面図
【図６Ａ】深度ＺのＣモード画像を複数表示した図
【図６Ｂ】深度ＺのＣモード画像を複数表示した図
【図７】走査位置ＸのＢモード画像を連続表示した図
【図８】カメラ画像とＣモード画像を同時表示した図
【図９】ＲＯＩ開始点調整後の画像を示す図
【図１０】ＲＯＩ終了点調整後の画像を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
本発明において、音響波とは、音波、超音波、光音響波、光超音波と呼ばれる弾性波あるいは疎密波を含む。本発明の被検体情報取得装置は、光音響トモグラフィー装置と、超音波装置を兼ねる。前者は、被検体に光（電磁波）を照射し、光音響効果に従って被検体内で発生した光音響波を受信して、被検体内部の特性情報を取得する装置である。後者は、被検体に超音波を送信し、被検体内で反射した超音波（反射エコー）を受信して、被検体内部の特性情報を取得する装置である。
【００１９】
光音響トモグラフィー（ＰＡＴ）により取得される特性情報は、光照射によって生じた音響波の初期音圧、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等を反映した被検体情報である。組織を構成する物質は機能を反映することから、光音響特性分布は被検体の機能分布情報を表すと言える。
【００２０】
物質の濃度とは例えば、酸素飽和度またはオキシヘモグロビン濃度もしくはデオキシヘモグロビン濃度である。また、生成された特性情報は、数値データ、被検体内の各位置の分布情報、または画像を表示するための画像データとして保存や利用されても良い。
【００２１】
超音波送受信により取得される特性情報は、被検体内で音響インピーダンスが変化する部位、すなわち異なる音響インピーダンスを持つ領域間の境界位置を反映した被検体情報である。音響インピーダンスの違いは組織の形態を反映することから、音響インピーダンス特性分布は被検体の形態分布情報を表すと言える。
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。本発明は被検体情報取得装置やその作動方法、制御方法としても捉えられる。本発明はまた、制御方法を情報処理装置等に
実施させるプログラムとしても捉えられる。
【００２３】
（画像再構成の技術）
理論的には、ＰＡＴでは、被検体全体を取り囲む閉じられた空間（特に球面）の表面の様々な点において、音響波の時間変化を理想的な音響検出器を用いて測定できれば、光照射により生じた初期音圧分布を完全に可視化できる。理想的な音響検出器とは広帯域、点検出なものを指す。
また、閉じられた空間での測定ではなくとも、被検体を囲む円柱状の空間表面、あるいは被検体に面する平板状の空間表面で音響波を測定できれば、初期音圧分布をほぼ再現できることが数学的に知られている。
【００２４】
下記式（１）は、ＰＡＴの基本となる偏微分方程式であり、「光音響波動方程式」と言われる。この式を解けば、初期音圧分布からの音波伝播を記述でき、どの場所で音響波がどのように検出できるかを理論的に求めることができる。ここで、ｒは位置、ｔは時間である。ｐ（ｒ，ｔ）は音圧の時間変化、ｐ０（ｒ）は初期音圧分布、ｃは音速である。δ（ｔ）は光パルスの形状をあらわすデルタ関数である。
【数１】
2015065975.tif 000003
【００２５】
一方、ＰＡＴの画像再構成とは、検出点で得られた音圧ｐｄ（ｒｄ，ｔ）から初期音圧分布ｐ０（ｒ）を導き出すことであり、数学的には逆問題と呼ばれる。
以下に、ＰＡＴの画像再構成手法で代表的に使われているＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）法に関して説明する。式（１）の光音響波動方程式を周波数空間上で解析することで、ｐ０（ｒ）を求める逆問題を正確に解くことができる。その結果を時間空間上で表したのがＵＢＰである。最終的には、以下の式（２）が導かれる。
【数２】
2015065975.tif 000004
ここで、Ω０は任意の再構成ボクセル（あるいはフォーカス点）に対する全体の測定エリアＳ０の立体角である。
【００２６】
さらに、式を分かりやすく変形すると、式（３）となる。
【数３】
2015065975.tif 000005
ここで、ｂ（ｒ０，ｔ）は、式（４）で示されるように、投影データである。また、ｄΩ０は、式（５）で示されるように、任意の観測点Ｐに対する検出器ｄＳ０の立体角である。
この投影データを式（３）の積分に従って逆投影することで、初期音圧分布ｐ０（ｒ）が得られる。
【数４】
2015065975.tif 000006
【００２７】
ここで、θは検出器と任意の観測点Ｐとがなす角度である。音源の大きさに比べて、音源と測定位置の距離が十分大きい場合（遠距離音場近似）、式（６）となる。
【数５】
2015065975.tif 000007
また、ｂ（ｒ０，ｔ）は、式（７）となる。
【数６】
2015065975.tif 000008
【００２８】
このようにＰＡＴの画像再構成では、検出器で得られた検出信号ｐ（ｒ０，ｔ）を時間微分することで投影データｂ（ｒ０，ｔ）が得られる。これを式（３）に従って逆投影することで、初期音圧分布ｐ０（ｒ）が求まることが知られている。
【００２９】
このようにＰＡＴによる画像再構成では、生体等の被検体内の特性情報を画像化できる。特性情報には、光照射によって生じた音響波の発生源分布や、生体内の初期音圧分布、あるいはそれから導かれる光エネルギー吸収密度分布、及びそれらの情報から得られる生体組織を構成する物質の濃度分布がある。これらの特性情報は、例えば、悪性腫瘍や血管疾患などの診断や、化学治療の経過観察の目的で利用できる。
【００３０】
＜実施例１＞
図１は、本発明の特徴を最もよく表す被検体情報取得装置の全体構成図である。被検体が生体の場合、この装置は生体情報イメージング装置とも呼べる。
【００３１】
（装置構成と動作）
ＣＰＵ１は、装置の主制御を司る。超音波送信部２は、超音波用探触子を駆動して超音波ビームを送信する。超音波受信部３は、超音波用探触子で検出した受信信号を取り込みビーム形成する。光音響波受信部４は、光音響波用探触子で検出した受信信号を取り込む。
１Ｄアレイ探触子５は、超音波を発生させて反射エコーを検出する。２Ｄアレイ探触子６は、光音響波の信号検出に使われる。探触子１４は、超音波用の探触子５と光音響波用の探触子６を一体化した機構である。
【００３２】
光照射部７は、被検体に光照射を行う。光源部８は、光照射部を制御する。画像処理部９は、光音響波や超音波からの受信信号を用いて画像データを算出する。表示制御部１０は、画像のスキャンコンバートや重畳表示を制御する。ディスプレイ１１は、画像データを表示する。走査制御部１２は、一体化した探触子１４を任意の位置にＸＹ走査する。走
査部１３は、探触子の機械的な移動走査を行う。
【００３３】
超音波の送受信による画像化の基本動作を説明する。超音波用の探触子５を被検体に当てて超音波を送信すると、その超音波は、ごく短い時間のうちに被検体内を進行し、音響インピーダンスの差がある境界で反射エコーとなる。音響インピーダンスに差があるということは、異なる媒質が接していることを意味する。探触子はその反射エコーを検出する。
【００３４】
そして画像処理部が、超音波を送信してから反射エコーが返ってくるまでの時間から距離を計算することで、被検体内部の組織を画像化する。このようにして、生体組織の物質分布を表す「形態イメージ（形態分布情報）」の画像化が可能となる。
走査制御部は本発明の走査手段に相当する。探触子は本発明の受信手段に相当する。画像処理部は本発明の処理手段に相当する。ディスプレイは本発明の表示手段に相当する。
【００３５】
ＰＡＴによる画像再構成の基本動作を説明する。まず初めに光源部８で駆動された光照射部７によってパルス光を被検体に照射する。そして探触子６が、被検体内で伝播・拡散したパルス光のエネルギーを生体組織が吸収したことで発生する光音響波を受信（検出）する。この受信信号を画像処理部で再構成処理することにより、被検体内の光学特性分布、特に光エネルギー吸収密度分布を取得できる。このようにして、生体組織の物質分布を表す「機能イメージ（機能分布情報）」の画像化が可能となる。
【００３６】
（プローブ走査について）
ＰＡＴの画像再構成では、音響波信号を受信する領域が大きくなるほど、受信開口が大きくなるので、ＰＡＴ画像の解像度を上げることができる。しかしながら、ＰＡＴ用に大面積の多素子プローブを用いるのは、同時並列受信を行うための受信部のチャンネル数が多大となってしまい、装置コストや装置サイズの増加を招く。これらを解消するため、プローブ走査型のＰＡＴが有効である。さらには走査にあわせて信号を積算することにより、ＳＮ比の向上も可能となる。
【００３７】
しかしながら、ＰＡＴ装置がプローブ走査型の構成を取る場合、走査中に取得した信号を格納しておき、走査完了後に格納しておいた受信信号（積算信号）を用いて画像再構成する必要がある。そのため、少なくとも画像再構成の対象領域全体の走査が完了するまで、ＰＡＴ画像を得ることができない構成となっている。すなわち、被検体全域のデータを基に画像を再構成する場合は、全走査完了まで待機する必要がある。また被検体を分割したスプライトやブロックなどの部分領域ごとに再構成を行う場合でも、その部分領域内の走査完了を待つ必要がある。
【００３８】
ここで、超音波用と光音響波用の素子を共通化した探触子や、超音波用素子と光音響波用素子を一体化した探触子を用いるような走査型装置でも、ＰＡＴによる画像は走査が完了するまで得られない。そのため、リアルタイムに撮影画像が表示されず、撮影が正しく進行しているのかの判断がつかないおそれがある。また、部分的に作成したＰＡＴ画像や超音波画像を張り合わせるような構成となってしまう。
【００３９】
図２は、被検体情報取得装置の部分的な模式図である。本実施例の装置において、被検者の乳房を被検体として測定する際には、被検者を伏臥位にし、被検体２１を２枚のプレート（圧迫プレート２２と保持プレート２３）で挟み込む。圧迫プレートと保持プレートとの距離は調整可能となっているため、被検体を圧迫保持する強度や、被検体の厚さ（薄さ）を制御できる。
【００４０】
探触子１４は、被検体から発せられた超音波や光音響波を、被検体を保持した保持プレ
ートを介して受信する。探触子と保持プレートの間や保持プレートと被検体の間には、音響マッチング材を配置しても良い。探触子は保持プレートの面に沿ったＸＹ方向において、機械的な移動走査が可能である。
【００４１】
図３は、探触子１４の機械的走査を示す図である。上記の通り、この探触子は超音波用１Ｄアレイ探触子５と光音響波用２Ｄアレイ探触子６が一体化したものである。探触子は被検体２１の上を、保持プレート２３を介して、移動経路３１に沿って移動する。
【００４２】
初めに、走査制御部１２は、探触子を保持プレートの面に沿って水平方向（Ｘ方向）を右へ移動させる。探触子が右端部に至ったところで移動方向を垂直方向（Ｙ方向）の下向きに変更する。探触子がＹ方向に所定の距離だけ移動すると、再度水平方向の左向きに移動させる。走査制御部がこのような探触子の機械走査を繰り返すことで、検査領域の全域が測定できる。
【００４３】
ここで、Ｘ方向の一回の走査により形成される領域をストライプと呼ぶ。装置は、被検体を複数のストライプに分割することで全体領域を測定する。画像再構成の際には、スプライトごとに画像再構成をしても良いし、複数または全部のスプライトをまとめて画像再構成の単位としても良い。あるいはスプライトにとらわれずに部分領域を設定しても構わない。
この例においては、ストライプの延伸する方向であるＸ方向を主走査方向、ストライプ間を移動する方向であるＹ方向を副走査方向と呼ぶことができる。また、ストライプ同士はＹ方向で重複していても構わない。
【００４４】
なお、機械的走査における光照射と光音響波取得のタイミングは任意である。例えば探触子を間欠的に移動させ、停止したときに測定する方式（ステップアンドリピート）であっても良い。あるいは、探触子を連続的に移動させつつ測定する方式でも良い。いずれの方式であっても、探触子の位置や測定タイミングに応じた演算を行うことにより、被検体内を再構成できる。これにより、移動経路３１上の各位置において繰り返しの画像を取得できる。
【００４５】
（画像データの生成と表示）
図４は、探触子が移動経路３１に沿って移動しながら、超音波画像となる２次元の断層スライス像を取得する時の走査手順を示したものである。断層スライス像は、探触子を間欠的に移動させた場合は停止のタイミングで出力され、探触子を連続的に移動させた場合は一定周期の間隔で出力される。取得した断層スライス像を並べることで、検査領域全体の３次元超音波画像を構成できる。
【００４６】
図５は、被検体を保持プレートと圧迫プレートで挟み込んだ時の、被検体の形状を示す３面図である。図５Ａ〜図５Ｃはそれぞれ、被検体を３方向からカメラ等の撮影手段で撮影した画像である。医療者などによる診断の際、この３面図にＰＡＴ画像や超音波画像を重畳表示することも可能である。なお、マーキング５１は、病変位置を特定するために、操作者の指定などに応じて表示される。
【００４７】
ＰＡＴによって画像再構成された３次元画像データが存在すれば、表示制御部がボリュームレンダリング機能により３面スライス画像を抽出することで、被検体内部の任意の位置（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を指定した３面スライス画像を表示できる。
【００４８】
一方、超音波による３次元画像データについては、探触子を走査している間であっても、取得した断層スライス像を並べることで、順次３次元での画像化が可能である。すなわち、保持プレートに沿ったＸＹ面のＣモード画像と、探触子の素子配列に沿ったＹＺ面の
断層スライス像（Ｂモード画像）と、ＸＺ面にあたるエレベーション画像の３面スライス画像が抽出できる。
【００４９】
この時、ＰＡＴによる画像再構成では被検体全体（あるいは、被検体を分割した部分領域ごとに再構成する場合、その対象となる部分領域全体）の受信データが必要となる。そのため、領域全体の走査完了後に再構成処理を行って画像データを生成している。
一方、超音波による画像再構成では、探触子を走査し他領域について順次断層スライス像が得られる。そのため、探触子の走査が完了した領域の画像データが順次生成される。すなわち、ＰＡＴ画像は全走査完了後に画像再構成を行って表示されることになるが、超音波画像は走査しながらのリアルタイム表示が可能である。
【００５０】
図６Ａおよび図６Ｂは、超音波画像を探触子の走査に合わせてリアルタイム表示した時の表示例である。それぞれの図において、深度ＺのＣモード画像が複数表示されている。これらの例では、探触子をＸ方向への走査に連れて、Ｚ＝１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの深さにおけるＣモード画像がディスプレイ上に表示されている。すなわち、光音響画像生成用のデータが取得されている期間にも、Ｃモード画像が表示されている。
【００５１】
図６Ａは、それぞれ１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの深さに対応したＣモード画像６１、６２、６３を示す。探触子がＸ方向の走査位置６４まで移動するに連れて、画像が順次生成されてディスプレイに表示される。そして、探触子がＹ方向に移動してストライプが変わった際には、画像をクリアして、次のストライプを新たに表示する。
【００５２】
図６Ｂは、それぞれ１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの深さに対応したＣモード画像６５、６６、６７を示す。図６Ｂの方式では、Ｙ方向が次のストライプに切り替わっても前の画像を表示しておくことで、被検体全体の画像を最終的に表示する。
この表示方式は、病変部６９が深さ方向Ｚに広がっているときの形態情報を把握する場合に適したものである。この方式は、他モダリティで確認した病変部の形状と比較する場合に最も適している。
【００５３】
図７は、超音波画像を探触子の走査に合わせてリアルタイム表示した時の一例として、走査が行われている期間においても、走査位置ＸのＢモード画像を連続表示した場合の図を示している。
図７Ａは、探触子のＸ方向の走査位置に対して、Ｘ０からＸ７までの断層スライス像を示した図である。図７Ｂは、Ｘ０からＸ７までの断層スライス像をディスプレイ上に連続表示している図である。この時、各画像は同じ位置や異なる位置に連続表示する手法でも良く、指定したＸ方向の位置の画像を選択表示する手法でも良い。さらに双方の画像を同時に表示しても良い。
【００５４】
ここで、物体７１は病変部を示す。各断層スライス像の表示を比較すると、物体７１は、Ｘ０には写らないがＸ７には写っている。これは、探触子の走査位置によって超音波画像が変化することを示している。
この表示方式は、病変部が走査方向Ｘに広がっているときの形態情報を把握する場合に適したものである。この方式は、探触子の走査位置に対するリアルタイム画像を確認する時に適した方法である。
【００５５】
本実施例において各種の画像表示例を用いて示したように、本発明によれば、被検体に対して探触子をＸＹ方向に走査しながら、超音波の画像データを順次表示させることが可能となる。その結果、超音波画像と光音響画像を共に使用する被検体情報取得装置において、光音響トモグラフィーの進行を待たずとも、リアルタイムに撮影状態（装置動作状態、撮影進行具合）が確認できるという効果が得られる。したがって使用者は画像を随時確
認しながら必要な操作を検討できるようになる。
【００５６】
＜実施例２＞
本実施例では、被検体に関心領域（ＲＯＩ）を設定する被検体情報取得装置に本発明を適用する方法と効果を説明する。本実施例の装置は、使用者からの指示入力を受け付けて、被検体上にＲＯＩを設定する入力手段を有する。
【００５７】
ＰＡＴにより被検体２１の画像データを取得する際に、他モダリティ（ＭＲＩ、Ｘ線マンモグラフィ、超音波）の診断結果等から病変部７１の位置ＸＹを予め推定しておき、病変部周辺をＲＯＩに設定して測定を行うことが好適である。ＲＯＩを設定することで、被検体全体を測定する必要性が無い場合の測定時間の短縮や、必要な領域だけに狙いを定めた詳細画像データの生成が可能となる。
【００５８】
図８に、本実施例においてディスプレイ表示される画像を示す。図８Ａは、探触子の走査位置を確認できるカメラ画像である。図８Ｂは、リアルタイムに生成されるＣモード画像である。これらを同時に表示させることで、探触子の走査位置と病変部の相対位置を画面で確認できるようになる。
【００５９】
図８Ａのカメラ画像において、範囲８１は、関心領域（ＲＯＩ）の初期設定範囲を示している。この設定により、開始点（Ｘ０、Ｙ０）と終了点（Ｘ１、Ｙ１）で規定される範囲からＰＡＴの画像データが取得される。
なお、ＲＯＩの位置や大きさは任意に変更可能である。またＲＯＩの形状は長方形に限られない。カメラ画像で被検体画像のマーキング位置を見ながら設定位置を確認することができる。ＲＯＩの位置は、使用者による座標指定やタッチペンでの特定など、任意の方法で決定できる。
【００６０】
図８ＢのＣモード画像において、領域８２は、ストライプ単位でのＲＯＩの設定範囲を示している。この領域８２は、カメラ画像におけるＲＯＩの設定範囲８１が必要十分に含まれるように、ストライプ単位で設定される。領域８２は、例えば、領域８１と探触子のサイズや走査経路に関する情報に基づき自動的に決定できる。
【００６１】
ＲＯＩを設定する際には、被検体の表面にマーキング５１を行って病変部７１の位置を特定し、カメラ画像を見ながらＲＯＩの中心をその位置に合わせることになる。ところが、被検体を保持プレートと圧迫プレートで挟み込んだ時に被検体形状が変化して、マーキング位置が実際の病変部とずれてしまう場合がある。
【００６２】
しかし、ＰＡＴにより再構成された画像は、画像化対象領域（この場合ＲＯＩ）の全体を走査し終えてからでないと確認できない。したがって、位置ずれが起こった場合、再構成画像の一部が無駄になる、診断に必要な部分が画像化できない等の問題が起こる。なお、関心領域の設定は、マーキング位置に基づいて自動的に行われても良い。
【００６３】
そこで実施例１で示した装置を利用すれば、このような問題に対処できる。すなわちこの装置には、超音波送受信により得られたＣモード画像が順次表示される。かかる画像を利用して病変部の正確な位置をリアルタイムで確認することにより、ＲＯＩの設定範囲が適切かどうかを随時判断できるようになる。そのため、使用者が設定範囲をリアルタイムに調整できる。
【００６４】
図８Ｂは各ストライプ単位でのＣモード画像を示しているが、上側に位置するストライプ８３のＣモード画像を表示した段階で病変部７１の一部が表示されているので、ＲＯＩの設定範囲８２が外れていることが確認できる。すなわちＲＯＩの設定範囲８１が病変部
７１から外れていることが、ストライプ８３を観察することで明確となるので、次のストライプ８４のデータを取得する前にＲＯＩの設定位置を変更して、ストライプ８３のデータを再取得する必要が生じている。
【００６５】
図９に、ＲＯＩの開始点に関して設定範囲を調整した後の状態を示す。図９Ａはカメラ画像、図９ＢはＣモード画像である。範囲９１は、カメラ画像（図９Ａ）でのＲＯＩ調整後の設定範囲を示している。この設定により、ＲＯＩの開始点が（Ｘ０、Ｙ０）から（Ｘ２、Ｙ２）に変更され、ＰＡＴの画像データが再取得される。開始点の変更は、例えば、超音波画像を参照した使用者による、入力手段を用いた介入を受け付けることにより行われる。
【００６６】
ＲＯＩの開始点が変更されたことで、図９ＢのＣモード画像では、新たなＲＯＩ領域９２が設定され、ストライプ９３も測定対象となる。すなわち、機能分布情報を生成するストライプが増加する。そこで探触子５は、Ｙ方向の位置を変えずにストライプ９３を再走査し、データを取得する。その時、変更されたＲＯＩ領域９２の全体に関してＰＡＴの画像データも同時に取得される。
【００６７】
図１０に、ＲＯＩの終了点に関して設定範囲を調整した後の状態を示す。図１０Ａはカメラ画像、図１０ＢはＣモード画像である。範囲１０１は、カメラ画像（図１０Ａ）でのＲＯＩ調整後の設定範囲を示している。この設定により、ＲＯＩの終了点が（Ｘ１、Ｙ１）から（Ｘ３、Ｙ３）に変更されている。
【００６８】
終了点の変更に伴い、Ｃモード画像（図１０Ｂ）ではストライプ１０６におけるＲＯＩの範囲設定１０２が不要となる。すなわち、結果として光音響波のデータ取得が必要となるのはストライプ１０３、１０４、１０５に限定されるため、測定時間が短縮される。
【００６９】
また本実施例では、病変部の形状をＣモード画像で確認している。しかし、病変部が見つからなかった場合には、ＲＯＩの範囲設定を解除してＰＡＴの画像再構成をキャンセルするといった方法にも適用可能である。
【００７０】
本発明によれば、上記実施例で示したように、被検体の全領域に対しては超音波画像をリアルタイムに取得し、関心領域（ＲＯＩ）に対してはＰＡＴ画像を取得するシステムにおいて、走査途中でもＲＯＩの調整が容易に実行可能となる。具体的には、プローブ走査中の超音波画像をリアルタイムに参照しながら、予め設定していたＲＯＩの測定条件を調整することが可能となる。
【００７１】
ここで調整する測定条件としては、設定範囲（サイズ、位置）だけでなく、ノイズを削減するための積算回数や、信号強度を調整するゲイン（ＴＧＣ）などについても変更可能である。
【００７２】
なお、上記いずれの実施例においても、被検体に対して探触子をＸＹ方向に走査しながら、超音波の画像データを順次表示させることは可能である。したがって本発明は、光音響検出を行わず超音波の送受信のみにより被検体内情報を画像化する装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１：ＣＰＵ，２：超音波送信部，３：超音波受信部，４：光音響波受信部，５：超音波探触子，６：光音響波探触子，９：画像処理部，１０：表示制御部，１１：ディスプレイ，１２：走査制御部，１３：機構部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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