(57)【要約】      （修正有）【課題】光の照射位置が移動可能な光音響測定において、コストを抑制しつつ測定の長期化を防ぐための技術を提供する。【解決手段】光を被検体に照射する照射部３と、照射部３を被検体上で複数回移動させる走査制御部１１と、照射部３からの光の照射により被検体から発生した音響波を受信して電気信号に変換する受信部９と、受信部９が出力した電気信号を用いて被検体内部の特性情報を生成する処理部１２とを有し、走査制御部１１は、複数回の移動のそれぞれにおいて光を照射される被検体上の領域が、少なくとも部分的に共通な領域を有するように、照射部３を移動させるものであり、処理部１２は、照射部３と受信部９との位置関係がそれぞれ異なる複数回の移動ごとに受信部が出力した電気信号を用いて特性情報を生成する、被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図１
2015123345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を被検体に照射する照射部と、
前記照射部を前記被検体上で複数回移動させる走査制御部と、
前記照射部からの光の照射により前記被検体から発生した音響波を受信して電気信号に変換する受信部と、
前記受信部が出力した前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を生成する処理部と、
を有し、
前記走査制御部は、前記複数回の移動のそれぞれにおいて光を照射される前記被検体上の領域が、少なくとも部分的に共通な領域を有するように、前記照射部を移動させるものであり、
前記処理部は、前記照射部と前記受信部との位置関係がそれぞれ異なる前記複数回の移動ごとに前記受信部が出力した電気信号を用いて、前記特性情報を生成する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記走査制御部は、前記照射部と前記受信部とが第一の位置関係を維持したまま移動する第一の走査モードと、前記照射部と前記受信部とが前記第一の位置関係とは異なる第二の位置関係を維持したまま移動する第二の走査モードとを含む制御を行う
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】
前記照射部と前記受信部は、前記被検体を介して対向するように配置されており、前記第一の位置関係は、前記照射部の中心と前記受信部の中心がずれた位置関係であり、前記第二の位置関係は、前記照射部の中心と前記受信部の中心がずれた位置関係、かつ前記第一の位置関係とは異なる位置関係である
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】
前記第一の位置関係における前記照射部の中心と、前記第二の位置関係における前記照射部の中心は、前記受信部の中心を介して反対に位置する
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】
前記走査制御部は、操作者に入力された前記第一の位置関係および前記第二の位置関係を用いて、前記照射部と前記受信部をずらす量を制御する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記被検体内において前記特性情報を生成する位置の入力を受け付ける入力部をさらに有し、
前記走査制御部は、入力された位置に関する情報に基づいて前記照射部と前記受信部をずらす量を制御する
ことを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記走査制御部は、前記被検体の厚さに基づいて前記照射部と前記受信部をずらす量を制御する
ことを特徴とする請求項３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】
前記処理部は、前記受信部が受信した前記音響波を前記特性情報の生成に用いるかどうかを、前記受信部の位置と前記特性情報を生成する位置に基づいて決定する
ことを特徴とする請求項１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】
光を被検体に照射する照射部と、
前記照射部を前記被検体上で複数回移動させる走査制御部と、
前記照射部からの光の照射により前記被検体から発生した音響波を受信して電気信号に変換する複数の素子を含む受信部と、
前記受信部が出力した前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を生成する処理部と、
を有し、
前記受信部は、前記複数回の移動のそれぞれにおいて前記音響波を受信する素子が、少なくとも部分的に異なるように、前記複数の素子から受信に用いる受信素子群を選択するものであり、
前記処理部は、前記照射部と前記受信部の前記受信素子群との位置関係がそれぞれ異なる前記複数回の移動ごとに前記受信部が出力した電気信号を用いて、前記特性情報を生成する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記走査制御部が行う制御は、前記照射部と前記受信部とが、第一の走査モードに従う移動、および、第二の走査モードに従う移動を含む
ことを特徴とする請求項９に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記照射部と前記受信部は、前記被検体を介して対向するように配置されており、前記第二の走査モードにおける受信素子群は、前記第一の走査モードにおいて受信素子群として選択されなかった素子の少なくとも一部を含む
ことを特徴とする請求項１０に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
前記第一の走査モードにおける前記受信素子群と、前記第二の走査モードにおける前記受信素子群は、前記受信部の中心を介して反対に位置する
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。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体などの被検体内における、吸収係数などの光学特性値を求める方法の１つとして、光音響トモグラフィー（ＰＡＴ：Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）がある（非特許文献１）。ＰＡＴは、生体内での散乱が光に比べて少ない超音波の特性を利用した技術である。
【０００３】
ＰＡＴにおいて、光源から発生したパルス光が生体に照射されると、光は生体内を拡散しながら伝搬する。生体内に含まれる光吸収体は、伝搬してきた光を吸収して光音響波（典型的には超音波）を発生する。この光音響波を探触子で受信し、受信した信号を解析することにより、生体内の光吸収体に起因した初期音圧分布を取得できる。この初期音圧分布に対して光の分布を考慮することにより、吸収係数分布を取得できる。
【０００４】
生体内の腫瘍の大きさを正確に知るために、装置の解像度は高い方が好ましい。そこで特許文献１では、生体に照射する光の両脇に、２つの探触子を生体に対して傾けて配置することにより、探触子の走査面と平行な面内の解像度を改善する例が開示されている。また、１つの探触子を生体に照射する光の両側に１ステップごとに交互に配置することにより、解像度を改善する例も、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２３５６７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｍ．Ｘｕ，Ｌ．Ｗａｎｇ  ”Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｉｎ  ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ”，  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，  ７７，  ０４１１０１（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のような装置を考えた場合、探触子が２つ必要となるため、装置が高コストになるという課題があった。また、１つの探触子を生体に照射する光の両側に１ステップごとに交互に配置しようとすると、撮像時間が長くなるため、操作者および被検者に負担がかかるという課題があった。
【０００８】
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、光の照射位置が移動可能な光音響測定において、コストを抑制しつつ測定の長期化を防ぐ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、
光を被検体に照射する照射部と、
前記照射部を前記被検体上で複数回移動させる走査制御部と、
前記照射部からの光の照射により前記被検体から発生した音響波を受信して電気信号に変換する受信部と、
前記受信部が出力した前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を生成する処理部と、
を有し、
前記走査制御部は、前記複数回の移動のそれぞれにおいて光を照射される前記被検体上の領域が、少なくとも部分的に共通な領域を有するように、前記照射部を移動させるものであり、
前記処理部は、前記照射部と前記受信部との位置関係がそれぞれ異なる前記複数回の移動ごとに前記受信部が出力した電気信号を用いて、前記特性情報を生成する
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、
光を被検体に照射する照射部と、
前記照射部を前記被検体上で複数回移動させる走査制御部と、
前記照射部からの光の照射により前記被検体から発生した音響波を受信して電気信号に変換する複数の素子を含む受信部と、
前記受信部が出力した前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を生成する処理部と、
を有し、
前記受信部は、前記複数回の移動のそれぞれにおいて前記音響波を受信する素子が、少なくとも部分的に異なるように、前記複数の素子から受信に用いる受信素子群を選択するものであり、
前記処理部は、前記照射部と前記受信部の前記受信素子群との位置関係がそれぞれ異なる前記複数回の移動ごとに前記受信部が出力した電気信号を用いて、前記特性情報を生成する
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光の照射位置が移動可能な光音響測定において、コストを抑制しつつ測定の長期化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１の構成図
【図２】実施形態１における撮像のフロー図
【図３】実施形態１の効果を説明するための図
【図４】実施形態１の効果を説明するための図
【図５】実施形態２の構成図
【図６】実施形態２における撮像のフロー図
【図７】実施形態３の構成図
【図８】実施形態３における第一のテーブル
【図９】実施形態３における撮像のフロー図
【図１０】実施形態４の構成図
【図１１】実施形態４における撮像のフロー図
【図１２】実施形態５の構成図
【図１３】実施形態５における第二のテーブル
【図１４】実施形態５における撮像のフロー図
【図１５】実施形態６の構成図
【図１６】実施形態６における第三のテーブル
【図１７】実施形態６における撮像のフロー図
【図１８】実施形態６の効果を説明するための図
【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。
【００１４】
本発明の被検体情報取得装置は、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て伝搬した音響波を受信（検出）する、光音響トモグラフィー技術を利用した装置を含む。このような被検体情報取得装置は、光音響測定に基づき被検体内部の画像データを得るものであることから、光音響画像装置と呼べる。以下の記載では、かかる光音響画像装置や、それを用いた光音響画像形成方法について説明する。ただし本発明に係る装置は、必ずしも特性情報を表示する必要はなく、利用可能なデータとして保存しておいても良い。
【００１５】
特性情報あるいは被検体情報とは、光照射によって生じた音響波の発生源分布、被検体内の初期音圧分布、あるいは初期音圧分布から導かれる光エネルギー吸収密度分布や吸収係数分布、組織を構成する物質の濃度分布を示す。組織を構成する物質とは、例えば、酸素飽和度分布や酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などの血液成分、あるいは脂肪、コラーゲン、水分などである。
【００１６】
本発明でいう音響波とは、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。光音響効果により発生した音響波のことを、光音響波または光超音波と呼ぶ。探触子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。
【００１７】
本発明は被検体情報取得装置の作動方法、制御方法としても捉えられる。本発明はまた、作動方法や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。
【００１８】
［実施形態１］
まず、基本的な実施形態を説明する。
【００１９】
＜光音響画像装置＞
本実施形態の光音響画像装置は、典型的には図１で示される。装置は、ハード構成として、パルス光源１、光伝送部２、被検体に光を照射する光照射部３、被検体を保持する保持部材５、被検体内で発生した光音響波を受信する受信部（探触子）９を有する。装置はさらに、受信部で受信した信号を用いて被検体内の情報を画像形成する画像形成部１２、画像形成部で形成された情報を表示する表示部１３、光照射部と受信部との走査を制御する走査制御部１１を有する。
【００２０】
パルス光源から発せられたパルス光は、光伝送部により光照射部へ伝送される。伝送されたパルス光は、保持部材で保持された被検体に、保持部材越しに照射される。照射されたパルス光は被検体内部を拡散、伝搬する。伝搬した光のエネルギーの一部が血液などの光吸収体（結果的に音源となる）に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により光音響波（典型的には超音波）が発生する。
【００２１】
被検体内で発生した光音響波は、保持部材越しに受信部で受信される。光照射部と受信部は、被検体を挟むように配置しても良いし、被検体に対して同じ側に配置しても良い、といったように位置関係に自由度がある。光照射部と受信部は保持部材に沿って被検体上を移動し、その位置関係は走査制御部により制御される。受信部で受信された信号は画像形成部に送られ、画像形成される。画像形成された被検体内部の情報は表示部に送られ、表示される。
【００２２】
（パルス光源）
被検体が生体の場合、光照射部からは、生体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される波長の光が照射される。本発明において使用する光の波長は、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。具体的には、被検体が生体の場合、６００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である。また効率的に光音響波を発生させるために、パルス幅は１０〜５０ナノ秒程度が好適である。
【００２３】
光源としては大出力が得られるレーザーが好ましいが、レーザー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。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できる。照射のタイミング、波形、強度等は光源制御部によって制御される。なお、この光源制御部は光源と一体化されていても良い。
【００２４】
（光伝送部）
光伝送部としては、レンズやミラー、拡散板を用いた空間伝送や、光ファイバによる伝送、あるいはこれらを組み合わせたものが考えられる。
【００２５】
（光照射部）
光照射部は保持部材に沿って移動する。以下で説明する走査制御部によって受信部との位置関係と走査方法は制御される。被検体に照射される光の形状を適切にするために、光照射部はレンズなどの光学部材を備えていても良い。
【００２６】
（被検体及び光吸収体）
これらは本発明の光音響画像装置の構成要素ではなく、測定対象である。本発明の光音響画像装置は、血管の造影、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。被検体内部の光吸収体としては、使用する光の波長にもよるが被検体内で相対的に吸収係数が高いものである。具体的には水や脂肪、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなどが挙げられる。
【００２７】
（受信部）
受信部は、パルス光により生体表面及び生体内部等で発生する光音響波を受信して、アナログ電気信号に変換する素子を含む。このような受信部は、一般に探触子とも呼ばれる。受信部はまた、複数の素子を含んでいても良い。受信部に含まれる複数の素子のうち、ある測定または走査において音響波を受信する素子の集まりを、受信素子群と呼ぶ。逆に言えば、受信部中の素子の一部は、何らかの理由により音響波を受信しない、または受信できない場合がある。
【００２８】
受信部としては、圧電現象を用いたもの、光の共振を用いたもの、静電容量の変化を用いたものなど、光音響波を受信できるものであれば、様々な探触子を使用できる。本実施形態の受信部としては、典型的には複数の受信素子が１次元、あるいは２次元に配置された探触子が好適である。このような多次元配列素子を用いることで、同時に複数の場所で光音響波を受信することができ、測定時間を短縮できる。探触子の素子数が十分多い場合には、任意の素子を切り替え部により選択、切り替えながら走査することもできる。
【００２９】
（保持部材）
探触子と被検体を音響的に結合させるために、保持部材として、被検体と音響インピーダンスが近い素材が好ましい。一例としてはポリメチルペンテンが挙げられる。光音響波を効率よく受信するために、水などの液体あるいはジェルなど、音響マッチング剤を介して探触子と保持部材を接触させることが好ましい。
【００３０】
２枚の保持部材で被検体を挟んで保持し、探触子と反対側の被検体表面に光を照射する場合、一方の保持部材は音響インピーダンスを考慮しなくても良く、光を透過させるために光学的に透明な素材であれば良い。典型的にはアクリルなどのプラスチックプレートあるいはガラスプレートなどが用いられる。２枚の保持部材のうち、探触子がある方の保持部材を乳房に対して固定し、光照射部がある方の保持部材は光照射部とは独立に移動可能にすれば、乳房などの被検体を圧迫しやすくなる。
【００３１】
（走査制御部）
走査制御部は、光照射部と探触子を被検体に対して移動させるための手段である。走査制御部はステージ駆動する走査機構を含み、光照射部と探触子はこの上を移動する。走査制御部により、任意の位置での撮影や光照射部と探触子を、被検体上で２次元に移動させながらの光音響測定が可能となる。
【００３２】
以降の説明では、被検体上の２点を略直線状に結んでの走査を一回の移動としたときに、走査制御部は光照射部と探触子を複数回移動させるものとして説明する。すなわち走査制御部は、略同じ位置での往復走査や、主走査と副走査の組み合わせなど、複数回移動によって被検体上の広い領域から音響波を取得する。
【００３３】
本発明において走査制御部が行う制御には、光照射部と受信部との第一の位置関係を維持したまま走査する第一の走査モードと、第一の位置関係とは異なる第二の位置関係を維持したまま走査する第二の走査モードとが含まれる。第一、第二の位置関係、第一、第二の走査モードに関しては、実施形態で具体的に説明する。
【００３４】
（画像形成部）
画像形成部は、探触子で受信した信号を用いて被検体内部の情報を生成する。画像形成部には典型的にはワークステーションなどが用いられ、画像形成処理が予めプログラミングされたソフトウェアにより行われる。本発明の実施形態の一部においては、画像形成部は、探触子で受信した信号を画像形成に用いるかどうかを、探触子が光音響波を受信した位置と画像形成する位置に基づいて決定する。詳細については実施形態で説明する。
【００３５】
（表示部）
表示部は画像形成部で出力されるデータを表示する装置である。典型的には液晶ディスプレイなどが用いられる。なお、表示部は本発明の光音響画像装置に必須ではなく、別に設けられていても良い。
【００３６】
＜詳細説明＞
続いて、以下に図面を参照して、本実施形態をより詳細に説明する。なお、以下の実施形態による効果は全てシミュレーションで確認した。また、各実施形態における設定値、測定値、テーブル等は例示であり、発明をこの範囲に限定するものではない。
【００３７】
まず、探触子の正面より左に光照射部を配置して探触子と光照射部を走査したあとに、探触子の正面より右に光照射部を配置して探触子と光照射部を走査する例を説明する。本実施形態の構成を、図１を用いて説明する。
【００３８】
図１（ａ）は第一の走査モードの構成図、図１（ｂ）は第二の走査モードの構成図、図１（ｃ）は探触子の走査ラインを示した図である。
【００３９】
図１（ａ）と図１（ｂ）において、１はパルス光源、２は光伝送部、３は光照射部、４は光、５ａは第一の保持部材、５ｂは第二の保持部材、６は被検体、７は光吸収体、８は
光音響波、９は探触子（受信部に相当する）、１０は探触子の受信範囲の外縁である。また、１１は走査制御部、１２は画像形成部（そのうち、１２ａは信号処理部、１２ｂが再構成部）、１３は表示部である。
【００４０】
パルス光源１にはチタン・サファイアレーザーを用いた。用いたチタン・サファイアレーザーのパルス幅は１０ナノ秒、周波数は１０Ｈｚ、波長は７９７ｎｍである。パルス光源１から出た光は、所望の形状に加工するためのレンズやミラーとバンドルファイバとからなる光伝送部２によって光照射部３に伝送される。光照射部３から出た光４が被検体に３０ｍｍの幅で均一に照射されるように、光照射部３内に光学部材が設けられている。
【００４１】
被検体６は、第一の保持部材５ａと第二の保持部材５ｂの２枚で挟んで保持されている。ここで、第一の保持部材５ａは厚さ２０ｍｍのポリカーボネート、第二の保持部材５ｂは厚さ７ｍｍのポリメチルペンテンである。第二の保持部材５ｂは固定されており、第一の保持部材５ａはＺ方向に動かすことができる。被検体６は生体を模擬したファントムであり、その厚さは５０ｍｍ、幅は２００ｍｍ、音速は１５００ｍ／ｓ、光吸収係数は０．０１ｍｍ−１、等価散乱係数は１．１ｍｍ−１である。
【００４２】
光吸収体７は半径１ｍｍ、長さ９０ｍｍの円柱であり、被検体６の内部に設けられている。その中心位置は、第二の保持部材５ｂの被検体６側の面の中心から第二の保持部材５ｂに垂直な向きに４０ｍｍ離れた場所である。
【００４３】
探触子９には、圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いた。探触子９の素子幅は１ｍｍ、素子数は横２０個×縦３０個、感度の中心周波数は０．５ＭＨｚ、感度の半値全幅は１ＭＨｚである。本実施形態において、探触子の受信範囲の外縁１０は、探触子の素子が配列された面に垂直な向きでの感度に対して、半分の感度を持つ向きと定義され、探触子に垂直な向きに対して６５度傾いている。
【００４４】
走査制御部１１は、第一の保持部材５ａと第二の保持部材５ｂに沿って光照射部３と探触子９を駆動するステージ機構を備えており、その駆動ピッチは１ｍｍ、探触子９の走査範囲は被検体６の左端から右端までである。本実施形態において走査制御部１１は、光照射部３と探触子９を被検体６に対して往復して走査する。
【００４５】
図１（ａ）は往路の構成図、図１（ｂ）は復路の構成図である。往路では、光照射部３の中心が探触子９の中心より左に３０ｍｍずれた第一の位置関係を維持したまま、光照射部３と探触子９が走査する。これを第一の走査モードと呼ぶ。
【００４６】
一方、復路では、光照射部３の中心が探触子９の中心より右に３０ｍｍずれた第二の位置関係を維持したまま、光照射部３と探触子９が走査する。これを第二の走査モードと呼ぶ。この場合、第一の走査モードにて光が照射される被検体上の領域と、第二の走査モードにて光が照射される被検体上の領域は部分的に共通な領域を有する。
【００４７】
撮像範囲がＹ方向に長い場合には、図１（ｃ）に示すように、光照射部３と探触子９が次の走査ラインに移動し、再び往復の走査をする。本実施形態において、隣接する走査ライン間の距離は３０ｍｍとした。この一連の動作は、撮像範囲全体を撮像し終えるまで続く。なお、図１（ｃ）において往路と復路をずらして図示しているが、実際は同一のライン上にある。
【００４８】
画像形成部１２は、探触子９で受信した信号を用いて、バックプロジェクションにより被検体６内部の情報を画像形成する。形成した画像のピッチは１ｍｍである。より詳しく述べると、信号処理部がアナログ電気信号に対してデジタル変換や増幅処理を施し、再構
成部１２ｂが画像再構成の技術を用いてボリュームデータを生成する。
表示部１３には液晶モニタを用い、画像形成された被検体６内の画像が表示される。
【００４９】
（処理フロー）
次に、本実施形態における撮像のフローを、図２を用いて説明する。
Ｓ１０１は撮像を開始するステップであり、操作者により行われる。
次にＳ１０２で、走査制御部１１が第一の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。次にＳ１０３で、走査制御部１１が第二の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。
【００５０】
次にＳ１０４で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かどうかを走査制御部１１が判断する。走査範囲が不十分であれば（Ｓ１０４＝ＮＯ）Ｓ１０５に進み、光照射部３と探触子９が次の走査ラインに移る。そしてＳ１０２に戻る。
走査範囲が十分であれば（Ｓ１０４＝ＹＥＳ）Ｓ１０６に進み、探触子９が受信した信号を基に画像形成部１２が被検体６内の特性情報を生成する。
次にＳ１０７で、表示部１３が被検体６内の情報を表示する。最後にＳ１０８で撮像が終了する。
【００５１】
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態の効果を図３と図４を用いて説明する。
図３（ａ）は、光照射部３と探触子９をＸ方向にずらさないで撮像したときの、光吸収体７のＹ方向の中心において形成した画像である。図３（ａ）のＸ軸は、保持部材５ｂの左端からのＸ方向の距離であり、Ｙ軸は、保持部材５ｂの被検体６側の面からのＺ方向の距離である。図３（ｂ）は、図３（ａ）において光吸収体７がある深さにおける画像強度のプロファイルである。
【００５２】
図４（ａ）は、光照射部３と探触子９をＸ方向に３０ｍｍずらして撮像した時の、光吸収体７のＹ方向の中心において形成した画像である。図４（ｂ）は、図４（ａ）において光吸収体７がある深さにおける断面図である。
【００５３】
図３（ｂ）において光吸収体７の半値全幅は３ｍｍであり、図４（ｂ）において光吸収体７の半値全幅は２ｍｍであった。これより、本実施形態により解像度が改善していることが分かる。また、本実施形態では１ステップごとに光照射部と探触子の位置を入れ替えずに走査するため、撮像時間が短くなり、操作者及び被験者への負担が小さくなる。さらに、１つの探触子で撮像可能であるため、安価である。
【００５４】
ただし、往復の回数と光照射部３と探触子９とのずらす量はこれに限定されることは無い。また、光照射部３と探触子９をずらす向きはＸ方向に限定されることはなく、Ｙ方向にずらしても良い。また、光照射部３と探触子９は必ずしも往復走査する必要は無い。１つの方向に複数回走査することも可能である。
【００５５】
［実施形態２］
実施形態２は、光照射部と探触子をずらさずに、光照射部と探触子の素子のうち受信可能な素子をずらすことにより解像度を改善する例である。本実施形態は、探触子の素子数が一度に受信できるチャンネル数よりも大きい場合に特に有効である。
【００５６】
本実施形態の構成を、図５を用いて説明する。図５（ａ）は第一の走査モードの構成図、図５（ｂ）は第二の走査モードの構成図、図５（ｃ）は第一の走査モードにおいて受信可能な素子を示した図、図５（ｄ）は第二の走査モードにおいて受信可能な素子を示した図である。
【００５７】
図５（ａ）〜図５（ｄ）において、１〜８と１０〜１３は実施形態１と同じであるため説明を省略する。探触子９ａの素子数はＸ方向に４０素子、Ｙ方向に３０素子であり、一度に受信できるチャンネル数は６００である。その他の特性は実施形態１と同じである。
第一の走査モードでは、４０素子のうち左半分の２０×３０素子で受信し、第二の走査モードでは右半分の２０×３０素子で受信する。この切り替えは、走査制御部１１での走査に関する情報を基にして切り替え部１４で行われる。
【００５８】
（処理フロー）
次に、本実施形態における撮像のフローを、図６を用いて説明する。
Ｓ２０１は撮像を開始するステップであり、操作者により行われる。
次にＳ２０２で、走査制御部１１が第一の走査モードで光照射部３と探触子９ａを走査する。
次にＳ２０３で、切り替え部１４が受信に用いる探触子の素子を切り替える。
次にＳ２０４で、走査制御部１１が第二の走査モードで光照射部３と探触子９ａを走査する。
【００５９】
次にＳ２０５で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部１１が判断する。走査範囲が不十分であれば（Ｓ２０５＝ＮＯ）Ｓ２０６に進み、光照射部３と探触子９ａが次の走査ラインに移る。そしてＳ２０２に戻る。
走査範囲が十分であれば（Ｓ２０５＝ＹＥＳ）Ｓ２０７に進み、探触子９ａが受信した信号を基に画像形成部１２が被検体６内の情報を形成する。
次にＳ２０８で、表示部１３が被検体６内の情報を表示する。最後にＳ２０９で撮像が終了する。
【００６０】
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態の結果を説明する。探触子の４０×３０素子のうち中心の２０×３０素子を使って撮像した時の光吸収体７の半値全幅は、３ｍｍであった。一方、左半分の２０×３０素子と右半分の２０×３０素子を切り替えて撮像した時の光吸収体７の半値全幅は、２ｍｍであった。これより、本実施形態により解像度が改善していることが分かる。
【００６１】
本実施形態では光照射部３と探触子９ａをずらさなくても良いため、実施形態１に対して走査制御部１１の制御が容易になるという利点がある。なお、本実施形態において、第一の走査モードで探触子の素子の半分を用い、第二の走査モードで残りの半分の素子を用いたが、これに限定されることは無い。例えば、第一の走査モードで使う素子と第二の走査モードで使う素子が重複していても良い。また、どちらの走査モードでも使わない素子があっても良い。また、探触子９は必ずしも走査する必要は無い。具体的には、探触子９を走査せずに受信する素子を切り替えるだけでも良い。
【００６２】
［実施形態３］
実施形態３は、操作者が注目する画像形成位置を指定し、指定した位置に基づいて光照射部と探触子をずらす量を走査制御部が決定する例である。本実施形態の構成を図７と図８を用いて説明する。図７（ａ）は第一の走査モードの構成図、図７（ｂ）は第二の走査モードの構成図である。
【００６３】
図７において、１〜１３は実施形態１と同じであるため説明を省略する。第一の入力部１５は操作者が注目する画像形成位置を入力すると、それを受け付けるものである。走査制御部１１が、入力された情報と、第一の記憶部に記憶された第一のテーブルに基づいて、光照射部３と探触子９をずらす量を決定する。
【００６４】
図８は本実施形態における第一のテーブルである。第一のテーブルには、操作者が注目
する深さと光照射部３と探触子９をずらす量との関係が記載されている。この関係は、事前にシミュレーションを行うことにより適切な値を求めたものである。深さが記載されていないものは、その前後の深さにおける光照射部３と探触子９をずらす量から線形補完する。なお、第一のテーブルに記載される値はこれに限定されることは無く、諸条件や測定要件に応じて定めれば良い。
【００６５】
（処理フロー）
次に、本実施形態における撮像のフローを、図９を用いて説明する。
Ｓ３０１で、操作者が注目する画像形成位置を第一の入力部１５に入力する。
次にＳ３０２で、走査制御部１１が、第一の入力部１５に入力された情報と第一の記憶部に記憶された第一のテーブルを受け付け、それらに基づいて、第一の位置関係と第二の位置関係を決定する。
次にＳ３０３で、操作者が撮像を開始する。
【００６６】
次にＳ３０４で、走査制御部１１が第一の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。このとき第一の位置関係では光照射部３の中心は探触子９の中心より左に３０ｍｍの位置にある。
次にＳ３０５で、走査制御部１１が第二の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。このとき第二の位置関係では光照射部３の中心は探触子９の中心より右に３０ｍｍの位置にある。
【００６７】
次にＳ３０６で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部１１が判断する。走査範囲が不十分であれば（Ｓ３０６＝ＮＯ）Ｓ３０７に進み、光照射部３と探触子９が次の走査ラインに移る。そしてＳ３０４に戻る。
Ｓ３０６で走査範囲が十分であれば（Ｓ３０６＝ＹＥＳ）Ｓ３０８に進み、探触子９が受信した信号を基に画像形成部１２が被検体６内の情報を形成する。
次にＳ３０９で表示部１３が被検体６内の情報を表示する。最後にＳ３１０で撮像が終了する。
【００６８】
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態では、操作者が注目する画像形成位置に適した撮像ができるという利点がある。
なお、上記説明では画像形成位置と書いたが、実際の画像データを生成するのではなく、特性情報の生成に留めても構わない。また、位置の指定方法は、座標指定、表示部上の画像を参照しながらのＧＵＩによる指定、条件指定など、様々な方法を利用できる。また、位置指定には深さの指定も含めることができる。
【００６９】
［実施形態４］
実施形態４は、第一の位置関係と第二の位置関係を操作者が入力し、入力された情報に基づいて光照射部と探触子を走査制御部が走査する例である。本実施形態の構成を、図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は第一の走査モードの構成図、図１０（ｂ）は第二の走査モードの構成図である。
【００７０】
図１０において、１〜１３は実施形態１と同じであるため説明を省略する。第二の入力部１７は、操作者が入力する第一の位置関係と第二の位置関係を受け付けるものである。入力された情報に基づいて光照射部３と探触子９を走査制御部１１が走査する。
【００７１】
（処理フロー）
次に、本実施形態における撮像のフローを、図１１を用いて説明する。
Ｓ４０１で、第一の位置関係と第二の位置関係を第二の入力部１５に操作者が入力する。本実施形態では、ずらす量を３０ｍｍと入力する。
次にＳ４０２で、操作者が撮像を開始する。
【００７２】
次にＳ４０３で、走査制御部１１が第一の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。このとき第一の位置関係では光照射部３の中心は探触子９の中心より左に３０ｍｍの位置にある。
次にＳ４０４で、走査制御部１１が第二の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。このとき第二の位置関係では光照射部３の中心は探触子９の中心より右に３０ｍｍの位置にある。
【００７３】
次にＳ４０５で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部１１が判断する。走査範囲が不十分であれば（Ｓ４０５＝ＮＯ）Ｓ４０６に進み、光照射部３と探触子９が次の走査ラインに移る。そしてＳ４０３に戻る。
Ｓ４０５で走査範囲が十分であれば（Ｓ４０５＝ＹＥＳ）Ｓ４０７に進み、探触子９が受信した信号を基に画像形成部１２が被検体６内の情報を形成する。
次にＳ４０８で表示部１３が被検体６内の情報を表示する。最後にＳ４０９で撮像が終了する。
【００７４】
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態では、第一の位置関係と第二の位置関係を操作者が自由に決められるため、第一の位置関係と第二の位置関係を被検体６の特性に応じて適切に決められるという利点がある。
【００７５】
［実施形態５］
実施形態５は、被検体の厚さを測定部が測定し、測定された情報に基づいて第一の位置関係と第二の位置関係を走査制御部が決定する例である。本実施形態の構成を、図１２を用いて説明する。図１２（ａ）は第一の走査モードの構成図、図１２（ｂ）は第二の走査モードの構成図である。
【００７６】
図１２において、１〜１３は実施形態１と同じであるため説明を省略する。測定部１８は、第一の保持部材５ａの位置を測ることにより第二の保持部材５ｂとの間隔、すなわち被検体６の厚さを測定する。測定された情報は走査制御部１１に送られる。走査制御部１１は、測定された情報に基づいて第一の位置関係と第二の位置関係を決定するための第二のテーブルを記憶する第二の記憶部１９を備える。走査制御部１１は、測定部１８で測定した情報と第二のテーブルに基づいて、光照射部３と探触子１１を走査する。
【００７７】
図１３は本実施形態における第二のテーブルである。第二のテーブルには、被検体６の厚さと光照射部３と探触子９をずらす量との関係が記載されている。この関係は、事前にシミュレーションを行うことにより適切な値を求めたものである。被検体の厚さが記載されていないものは、その前後の厚さにおける光照射部３と探触子９をずらす量から線形補完する。ただし、第二のテーブルに記載される値はこれに限定されることは無い。
【００７８】
（処理フロー）
次に、本実施形態における撮像のフローを、図１４を用いて説明する。
Ｓ５０１で、測定部１８が被検体６の厚さを測定する。
次にＳ５０２で、走査制御部１１が、測定された情報を基に第一の位置関係と第二の位置関係を決定する。本実施形態では被検体６の厚さは５０ｍｍであるため、ずらす量は図１３より３０ｍｍと決定される。
次にＳ５０３で、操作者が撮像を開始する。
【００７９】
次にＳ５０４で、走査制御部１１が第一の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。このとき第一の位置関係では光照射部３の中心は探触子９の中心より左に３０ｍｍの
位置にある。
次にＳ５０５で、走査制御部１１が第二の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。このとき第二の位置関係では光照射部３の中心は探触子９の中心より右に３０ｍｍの位置にある。
【００８０】
次にＳ５０６で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部１１が判断する。走査範囲が不十分であれば（Ｓ５０６＝ＮＯ）Ｓ５０７に進み、光照射部３と探触子９が次の走査ラインに移る。そしてＳ５０４に戻る。
Ｓ５０６で走査範囲が十分であれば（Ｓ５０６＝ＹＥＳ）Ｓ５０８に進み、探触子９が受信した信号を基に画像形成部１２が被検体６内の情報を画像形成する。
次にＳ５０９で、表示部１３が被検体６内の情報を表示する。最後にＳ５１０で撮像が終了する。
【００８１】
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態では、被検体の厚さが変わっても第一の位置関係と第二の位置関係を自動で適切に設定できるという利点がある。
【００８２】
［実施形態６］
実施形態１では、光照射部と探触子をずらして撮像することにより解像度が改善した。ところが、図１（ｂ）と図２（ｂ）を比べると分かるように、光吸収体の画像強度が７４％に低減した。実施形態６は、探触子で受信した信号を画像形成に用いるかどうかを、探触子が光音響波を受信した位置に応じて選択的に決定することにより、画像強度の低減を抑えたまま解像度を改善する例である。
【００８３】
本実施形態の構成を、図１５を用いて説明する。図１５（ａ）は第一の走査モードの構成図、図１５（ｂ）は第二の走査モードの構成図である。図１５において、１〜１３は実施形態１と同じであるため説明を省略する。第三の記憶部２０は、探触子９で受信した信号を画像形成に用いるかどうかを、探触子９が光音響波８を受信した位置と画像形成する位置に基づいて決定するための第三のテーブルを記憶するものである。画像形成部１２は、第三のテーブルに基づいて画像形成する。
【００８４】
図１６は本実施形態における第三のテーブルである。第三のテーブルには、画像形成する位置の座標と画像形成に用いる素子の座標との関係が、第一の走査モードと第二の走査モードごとに記載されている。素子の座標とは、被検体６の左端をＸ＝０ｍｍとし、右方向を正の向きとして規定される。また、第二の保持部材５ｂの被検体６側の面をＺ＝０ｍｍとし、第二の保持部材５ｂに垂直で、第一の保持部材５ａに向かう向きを正の向きとして規定される。
【００８５】
第三のテーブルの見方を説明する。例えば、第一の走査モードで（Ｘ，Ｚ）＝（１００，４０）のボクセルを画像形成する場合には、図１６（ａ）を参照することにより、探触子９が取得した信号のうち、Ｘ≧１００ｍｍの素子で受信した信号だけを使って画像形成すれば良いと分かる。
また、第二の走査モードの場合は、図１６（ｂ）の該当箇所を参照すれば、探触子９が取得した信号のうち、Ｘ≦１００ｍｍの素子で受信した信号だけを使って画像形成すれば良いと分かる。
【００８６】
この関係は、事前にシミュレーションを行うことにより適切な値を求めたものである。座標が記載されていないものは、その前後の座標において画像形成に用いる素子の座標から線形補完する。ただし、第三のテーブルに記載される値はこれに限定されることは無い。例えば、画像形成する深さごとに画像形成に使う素子の位置を決定することもできるし、探触子や被検体の特性ごとにテーブルを設けることもできる。また、光照射部３と探触
子９をずらす量に応じてテーブルを設けることもできる。
【００８７】
（処理フロー）
次に、本実施形態における撮像のフローを、図１７を用いて説明する。
Ｓ６０１で、操作者が撮像を開始する。
次にＳ６０２で、走査制御部１１が第一の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。このとき第一の位置関係では光照射部３の中心は探触子９の中心より左に３０ｍｍの位置にある。
【００８８】
次にＳ６０３で、走査制御部１１が第二の走査モードで光照射部３と探触子９を走査する。このとき第二の位置関係では光照射部３の中心は探触子９の中心より右に３０ｍｍの位置にある。
次にＳ６０４で、走査範囲が撮像範囲に対して十分かを走査制御部１１が判断する。走査範囲が不十分であれば（Ｓ６０４＝ＮＯ）Ｓ６０５に進み、光照射部３と探触子９が次の走査ラインに移る。そしてＳ６０２に戻る。
【００８９】
Ｓ６０４で走査範囲が十分であれば（Ｓ６０４＝ＹＥＳ）Ｓ６０６に進み、探触子９が受信した信号を基に画像形成部１２が被検体６内の情報を画像形成する。
次にＳ６０７で、表示部１３が被検体６内の情報を表示する。最後にＳ６０８で撮像が終了する。
【００９０】
以上の装置構成、撮像フローによる本実施形態の効果を、図３、図４、図１８を用いて説明する。図１８（ａ）は、第三のテーブルに基づいて画像形成したときの、光吸収体７のＹ方向の中心における画像である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）において光吸収体７がある深さにおける断面図である。
【００９１】
図１８（ｂ）において、光吸収体７の半値全幅は２ｍｍであり、図４（ｂ）と同じである。一方、図１８（ｂ）と図３（ｂ）を比べると、画像形成に使う素子を選択することにより、光吸収体の画像強度は２０５％に増加した。これは、実施形態１の７４％の低減と比べると、画像の強度が２．８倍に改善されていることになる。このとき、画像形成に使った素子数は実施形態１の半分であるため、ノイズ強度は√２倍になる。従って、本実施形態では実施形態１と比べてＳ／Ｎは２倍に向上したことになる。
【００９２】
これより、本実施形態により探触子で受信した信号を画像形成に用いるかどうかを、探触子が光音響波を受信した位置に応じて選択的に決定することにより、画像強度の低減を抑えたまま解像度を改善できることが分かる。
【００９３】
なお、それぞれの実施形態を説明する図面において、光照射部３と探触子９は、被検体６を介して対向する側に配置される対面型の位置関係をとっていた。しかし、既に述べたように、両者の位置関係はこれに限定されない。例えば光照射部が探触子と同じ側に配置され、探触子の背後や横から被検体に光を照射しても良い。また、被検体を両面から照射しても構わない。これらの位置関係においても、本発明のように複数回の走査ごとにモード変更を行って撮像時の解像度を向上させられる。
【００９４】
また、走査制御が可能であれば、保持部材５を設けない構成を採用し得る。あるいは平面以外の形状、例えば乳房に適した曲面形状やカップ型の保持部材を利用できる。あるいは、板状ではない部材、例えば可撓性部材やフィルム部材を利用できる。
【符号の説明】
【００９５】
１：パルス光源，２：光伝送部，３：光照射部，９：探触子，１１：走査制御部，１２
：画像形成部
【図１】
2015123345.tif 000003
【図２】
2015123345.tif 000004
【図３】
2015123345.tif 000005
【図４】
2015123345.tif 000006
【図５】
2015123345.tif 000007
【図６】
2015123345.tif 000008
【図７】
2015123345.tif 000009
【図８】
2015123345.tif 000010
【図９】
2015123345.tif 000011
【図１０】
2015123345.tif 000012
【図１１】
2015123345.tif 000013
【図１２】
2015123345.tif 000014
【図１３】
2015123345.tif 000015
【図１４】
2015123345.tif 000016
【図１５】
2015123345.tif 000017
【図１６】
2015123345.tif 000018
【図１７】
2015123345.tif 000019
【図１８】
2015123345.tif 000020