(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から伝搬する音響波を受信して受信信号を出力する複数の素子を配列した受信部と、
前記受信部を所定の走査領域において移動させる走査部と、
前記受信信号を用いて前記被検体内の特性情報を取得する情報処理部と、
前記走査領域において、前記受信部と前記被検体との間に配置され、前記受信部から音響減衰部までの距離が長いほど、音響減衰の程度が大きくなるような音響減衰特性分布を有する音響減衰部と、
を有し、
前記情報処理部は、走査面と平行な面の特性情報を取得する場合と、走査面と平行な面以外の特性情報を取得する場合とで、前記受信信号に対して異なる補正処理を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記走査部が前記受信部を移動させる走査領域は、平面状の走査面である
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記音響減衰部は、前記走査面の法線方向における前記走査面から前記音響減衰部までの距離が長いほど、音響減衰の程度が大きくなるような前記音響減衰特性分布を有する
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】
前記受信部と前記被検体とを音響的にマッチングさせるマッチング材をさらに有する
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】
前記情報処理部は、前記被検体内において前記走査面と平行な面の特性情報を取得し、
前記音響減衰部は、前記走査面の法線方向における前記受信部から前記面までの経路における、前記音響波が前記マッチング材を通過する距離に対する前記音響波が前記被検体内を通過する距離の比が大きいほど、音響減衰の程度が小さくなるような前記音響減衰特性分布を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記音響減衰部は、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より凹んでいる部分
の厚みが、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より突出する部分の厚みよりも厚い
ことを特徴とする請求項１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】
前記音響減衰部は、複数のシート部材を重ね合わせて形成され、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より凹んでいる部分では、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より突出する部分よりも多くのシートが重ね合わされた
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】
前記音響減衰部は、複数の部材を組み合わせて形成され、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より凹んでいる部分には、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より突出する部分よりも音響減衰の程度が大きい部材が使用された
ことを特徴とする請求項１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９】
前記音響減衰部は、前記被検体を保持する保持部であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記保持部は、被検体として乳房を保持し、当該保持部の中央部と周辺部との音響減衰特性の差が０．３〜７．２［ｄＢ／ＭＨｚ］の間である
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】
被検体から伝搬する音響波を受信して受信信号を出力する複数の素子を配列した受信部と、
前記受信部を所定の走査領域において移動させる走査部と、
前記受信信号を用いて前記被検体内の特性情報を取得する情報処理部と、
前記走査領域において、前記受信部と前記被検体との間に配置され、前記受信部から音響減衰部までの距離が長いほど、音響減衰の程度が大きくなるような音響減衰特性分布を有する音響減衰部と、
を有し、
前記音響減衰部は、複数のシート部材を重ね合わせて形成され、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より凹んでいる部分では、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より突出する部分よりも多くのシートが重ね合わされた
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項１２】
被検体から伝搬する音響波を受信して受信信号を出力する複数の素子を配列した受信部と、
前記受信部と前記被検体との間に配置され、前記受信部から音響減衰部までの距離が長いほど、音響減衰の程度が大きくなるような音響減衰特性分布を有する音響減衰部と、
を有する被検体情報取得装置における被検体情報の取得方法であって、
被検体から伝搬する音響波を受信して受信信号を出力する受信ステップと
前記受信信号を用いて前記被検体内の特性情報を取得する情報処理ステップと、
を有し、
前記情報処理ステップでは、前記受信部を移動させる平面上の走査面と平行な面の特性情報を取得する場合と、前記走査面と平行な面以外の特性情報を取得する場合とで、前記受信信号に対して異なる補正処理を行う
ことを特徴とする被検体情報の取得方法。
【請求項１３】
前記受信部を所定の走査領域において移動させる走査ステップをさらに有し、
前記走査ステップにおいて前記受信部を移動させる走査領域は、平面状の走査面であることを特徴とする請求項１２に記載の被検体情報の取得方法。
【請求項１４】
前記音響減衰部は、前記走査面の法線方向における前記走査面から前記音響減衰部までの距離が長いほど、音響減衰の程度が大きくなるような前記音響減衰特性分布を有する
ことを特徴とする請求項１３に記載の被検体情報の取得方法。
【請求項１５】
前記被検体情報取得装置は、前記受信部と前記被検体とを音響的にマッチングさせるマッチング材をさらに有する
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の被検体情報の取得方法。
【請求項１６】
前記情報処理ステップでは、前記被検体内において前記走査面と平行な面の特性情報を取得し、
前記音響減衰部は、前記走査面の法線方向における前記受信部から前記面までの経路における、前記音響波が前記マッチング材を通過する距離に対する前記音響波が前記被検体内を通過する距離の比が大きいほど、音響減衰の程度が小さくなるような前記音響減衰特性分布を有する
ことを特徴とする請求項１５に記載の被検体情報の取得方法。
【請求項１７】
前記音響減衰部は、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より凹んでいる部分の厚みが、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より突出する部分の厚みよりも厚い
ことを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれか１項に記載の被検体情報の取得方法。
【請求項１８】
前記音響減衰部は、複数のシート部材を重ね合わせて形成され、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より凹んでいる部分では、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より突出する部分よりも多くのシートが重ね合わされた
ことを特徴とする請求項１２ないし１７のいずれか１項に記載の被検体情報の取得方法。
【請求項１９】
前記音響減衰部は、複数の部材を組み合わせて形成され、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より凹んでいる部分には、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より突出する部分よりも音響減衰の程度が大きい部材が使用された
ことを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれか１項に記載の被検体情報の取得方法。
【請求項２０】
前記音響減衰部は、前記被検体を保持する保持部であることを特徴とする請求項１２ないし１９のいずれか１項に記載の被検体情報の取得方法。
【請求項２１】
前記保持部は、被検体として乳房を保持し、当該保持部の中央部と周辺部との音響減衰特性の差が０．３〜７．２［ｄＢ／ＭＨｚ］の間である
ことを特徴とする請求項２０に記載の被検体情報の取得方法。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
乳房などの被検体内部の特性情報を得るために、超音波を用いた被検体情報取得装置の研究が進められている。例えば、超音波を被検体に照射し、被検体で反射したエコー信号を受信して特性情報を生成する超音波装置や、レーザー光を被検体に照射し、光音響効果により発生する超音波（光音響波）を受信して特性情報を生成する光音響装置がある。
【０００３】
特許文献１の超音波装置は、水槽床部に配置された探触子が水平面内で機械的に移動しながら、水槽内に垂下浸漬された乳房に超音波を送受信して、３次元画像データを得る。得られた画像データは、例えば乳房の任意の断面像としてモニタに表示できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０７３３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、探触子が超音波を送信する方向を「深さ」と呼ぶ。特許文献１の探触子は水平面内を走査するので、探触子と乳房先端部（中央部）が対向する場合と、探触子と乳房周辺部が対向する場合とでは、探触子から乳房表面までの距離が異なる。したがって、超音波の経路上における水と生体組織との比率は、先端部と周辺部で異なる。また一般的には、水よりも生体組織の方が超音波を減衰させやすい。
【０００６】
そのため、同じ測定条件下であれば、探触子が乳房先端部に対向する場合の方が、探触子が乳房周辺部と対向する場合と比べて、探触子から深さＬまで到達する超音波の強度が小さい。同様に、深さＬの位置から探触子まで到達する超音波の強度も、先端部の場合のほうが小さい。その結果、Ｃプレーン画像のように走査面と平行な断面像（例えば深さＬの像）において、周辺部において強度が強く（明るく）、先端部において強度が弱く（暗く）表示される。このような減少は、表示画像のコントラスト低下や画像分析の精度低下につながる可能性がある。
【０００７】
特許文献１の例では、超音波の送信時と受信時の両方において音響減衰特性の差が生じる。しかし、送信と受信の片方のみを行う形態でもこの課題は発生する。例えば光音響装置の測定対象となる乳房内の同じ深さＬにおいて、周辺部および先端部から同じ強度の超音波（光音響波）が発生したとしても、探触子まで到達する信号強度には差が生じる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、探触子を走査しながら被検体からの超音波を受信して特性情報を取得する装置において、探触子の位置に応じた減衰量の変化に対応するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体から伝搬する音響波を受信して受信信号を出力する複数の素子を配列した受信部と、
前記受信部を所定の走査領域において移動させる走査部と、
前記受信信号を用いて前記被検体内の特性情報を取得する情報処理部と、
前記走査領域において、前記受信部と前記被検体との間に配置され、前記受信部から音響減衰部までの距離が長いほど、音響減衰の程度が大きくなるような音響減衰特性分布を有する音響減衰部と、
を有し、
前記情報処理部は、走査面と平行な面の特性情報を取得する場合と、走査面と平行な面以外の特性情報を取得する場合とで、前記受信信号に対して異なる補正処理を行う
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
また、本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体から伝搬する音響波を受信して受信信号を出力する複数の素子を配列した受信部と、
前記受信部を所定の走査領域において移動させる走査部と、
前記受信信号を用いて前記被検体内の特性情報を取得する情報処理部と、
前記走査領域において、前記受信部と前記被検体との間に配置され、前記受信部から音響減衰部までの距離が長いほど、音響減衰の程度が大きくなるような音響減衰特性分布を有する音響減衰部と、
を有し、
前記音響減衰部は、複数のシート部材を重ね合わせて形成され、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より凹んでいる部分では、前記受信部から見て前記被検体における周辺部より突出する部分よりも多くのシートが重ね合わされた
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
また、本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体から伝搬する音響波を受信して受信信号を出力する複数の素子を配列した受信部と、
前記受信部と前記被検体との間に配置され、前記受信部から音響減衰部までの距離が長いほど、音響減衰の程度が大きくなるような音響減衰特性分布を有する音響減衰部と、
を有する被検体情報取得装置における被検体情報の取得方法であって、
被検体から伝搬する音響波を受信して受信信号を出力する受信ステップと
前記受信信号を用いて前記被検体内の特性情報を取得する情報処理ステップと、
を有し、
前記情報処理ステップでは、前記受信部を移動させる平面上の走査面と平行な面の特性情報を取得する場合と、前記走査面と平行な面以外の特性情報を取得する場合とで、前記受信信号に対して異なる補正処理を行う
ことを特徴とする被検体情報の取得方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、探触子を走査しながら被検体からの超音波を受信して特性情報を取得する装置において、探触子の位置に応じた減衰量の変化に対応するための技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の被検体情報取得装置の構成を示す図
【図２】信号処理部の構成を示す図
【図３】探触子と被検体の距離と、任意Ｃプレーンまでの被検体厚さを示す図
【図４】保持部材に単一部材を用いて膜厚の分布を持たせた形態を示す図
【図５】保持部材の形成の様子を示す図
【図６】保持部材に異なる部材を用いた形態を示す図
【図７】保持部材の形成の様子を示す図
【図８】コンベックス型およびお椀型の探触子を用いた場合を示す図
【図９】実施例２の被検体情報取得装置の構成を示す図
【図１０】実施例５の被検体情報取得装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状およびそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。よって、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【００１３】
本発明は、被検体から伝播する音響波を検出し、被検体内部の特性情報を生成し、取得する技術に関する。よって本発明は、被検体情報取得装置またはその制御方法、あるいは被検体情報取得方法や信号処理方法として捉えられる。本発明はまた、これらの方法をＣＰＵ等のハードウェア資源を備える情報処理装置に実行させるプログラムや、そのプログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。
【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または被検体表面の特定位置で発生して伝播した音響波を受信（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特性情報を画像データ等の形式で得ることから、光音響イメージング装置とも呼べる。
【００１５】
光音響装置における特性情報とは、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。具体的には、酸化・還元ヘモグロビン濃度分布や、それらから求められる酸素飽和度分布などの血液成分分布、あるいは脂肪、コラーゲン、乳腺、水分の分布などである。また、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、吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布情報を被検体情報としてもよい。
【００１６】
本発明の被検体情報取得装置には、被検体に超音波を送信し、被検体内部で反射した反射波（エコー波）を受信して、被検体情報を画像データとして取得する超音波エコー技術
を利用した装置を含む。超音波エコー技術を利用した装置の場合、取得される被検体情報とは、被検体内部の組織の音響インピーダンスの違いを反映した情報である。
【００１７】
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は、それらの弾性波の波長を限定する意図ではない。光音響波に由来する電気信号を光音響信号、超音波エコーに由来する電気信号を超音波信号とも呼ぶ。
【００１８】
［実施例１］
（装置構成）
図１を参照して、本発明を超音波エコー装置に適用した構成例について説明する。符号００１は被検体（例えば乳房）、符号００２は被検体００１を保持する保持部材、符号００３は超音波を送信し、被検体内からのエコー波を検出する探触子である。探触子００３は複数の変換素子００４を有する。探触子００３と保持部材００２との間には、音響波を伝搬させるマッチング材００５が存在する。探触子００３はキャリッジ００６上に固定されている。キャリッジ００６は駆動機構００７により移動する。符号００８は駆動機構００７の制御をつかさどる駆動制御部である。
【００１９】
符号００９は探触子００３が走査範囲で受信した被検体００１の画像信号から３次元画像を作成するシステム制御部である。符号０１０はシステム制御部００９が作成した３次元画像を表示する画像表示部である。探触子は本発明の受信部に、保持部材は本発明の保持部に、駆動機構は本発明の走査部に、システム制御部は本発明の情報処理部に相当する。
【００２０】
システム制御部００９は複数のユニットを含む。符号０１１は超音波の送信フォーカスを合わせるため、フォーカス位置に対応した各変換素子００４の駆動タイミングを制御する送信制御部である。符号０１２は被検体００１からの超音波エコー信号を２次元画像に再構成する信号処理部である。符号０１３は再構成された画像データの画像処理を行う画像処理部Ａである。符号０１４は駆動機構００７によって走査される探触子００３の座標を基に再構成画像を３次元化する３次元画像合成部である。符号０１５は３次元化された画像データの画像処理を行う画像処理部Ｂである。
【００２１】
図２は信号処理部０１２の構成を示す。符号０１６は各変換素子００４が受信した信号の位相を揃える整相遅延部である。符号０１７は遅延処理された各信号を合計する加算部である。符号０１８は加算された信号にヒルベルト変換を施すヒルベルト変換部である。符号０１９は検波するための包絡線検波部である。符号０２０は検波後の信号にＬＯＧ圧縮を施すＬＯＧ圧縮部である。この信号処理部は一例であり、変換素子から出力された電気信号に対して増幅、デジタル変換、補正、遅延などの必要な処理を施すことができれば、どのような構成でも良い。
【００２２】
（システム制御部による超音波送受信と画像再構成）
システム制御部は、被検体００１への超音波送信と、被検体内部や表面での発生したエコー信号の画像化を行う。送信制御部０１１は、希望の位置（超音波送信方向における探触子からの位置、すなわち深さ）に送信ビームをフォーカスさせるため、送信開口を形成する各変換素子００４群を駆動させる遅延時間を決定する。送信制御部０１１は、その遅延時間を基に各変換素子００４に駆動信号を送る。すると各変換素子００４が駆動信号に基づいて超音波を発生させ、被検体００１に送信する。
【００２３】
送信超音波は、マッチング材００５および保持部材００２を経て、被検体００１に伝播する。その後被検体００１によって反射・散乱したエコー波の一部が変換素子００４に戻ってくる。受信開口を形成する複数の変換素子００４群がエコー波を受信し、電気信号（受信信号）に変換する。受信信号には必要に応じて増幅、補正、デジタル変換などが施される。
【００２４】
受信信号は信号処理部０１２において特性情報を示す画像データに再構成される。図２において、整相遅延部０１６では、図１の画像スキャンライン０２５上の撮像位置と、受信開口を形成する各変換素子００４の位置の座標情報を元に受信信号の遅延時間を決定し、各受信信号に対して遅延処理を行う。
【００２５】
遅延処理された受信信号は加算部０１７にて合計される。その後、合成信号はヒルベルト変換部０１８と包絡線検波部０１９においてにてヒルベルト変換と包絡線検波がなされ、画像が再構成される。なお、ここで記載した整相加算法の他に、適応型信号処理などの再構成手法も利用できる。再構成された画像データはＬＯＧ圧縮部０２０においてＬＯＧ圧縮され、画像スキャンライン０２５上の画像データが完成する。画像スキャンライン０２５を移動させながら一連の処理を行うことで、スキャン方向に沿った２次元の超音波画像データが作成される。
【００２６】
作成された２次元の超音波画像データに対して、画像処理部Ａ（０１３）がエッジ強調処理やノイズ除去処理、コントラスト強調処理等を行う。なお、これらの画像処理を後段の画像処理部Ｂ（０１５）で実施しても良い。探触子００３が所定の走査領域内を移動しながら超音波送受信を行って得られた各データに対し、システム制御部が上記の処理を行うことで、２次元画像データが積層されて３次元画像データが生成される。３次元画像合成部０１４は、この３次元化処理を実施したのち、駆動制御部００８で規定される走査領域の座標位置に対応させて３次元画像データを配列する。なお、走査領域の形状は略平面状に限らない。駆動制御部は探触子を３次元方向に移動させても良い。
【００２７】
なお、Ｂモード画像を作成した後に３次元化処理を行うのではなく、信号処理部０１２においてヒルベルト変換部０１８以降の処理を実施せずに信号を蓄積し、３次元画像合成部０１４にて合成開口処理により３次元化してもよい。この合成開口処理を行うことで、探触子００３の走査方向の画像の解像度が、深さ方向に均一化される。その他、エコー波から３次元画像データを得るための様々な既知の手法が利用できる。
【００２８】
画像処理部Ｂ（０１５）は、作成された３次元画像データの調整、例えば鮮鋭化処理やノイズ除去処理等を行う。画像表示部０１０は、任意の断面画像を表示する。なお、本発明の課題である、減衰量の違いに起因する、同じ深さにおける輝度ムラを、画像処理により軽減することは可能である。しかし、画像情報欠如は解消できない。画像表示部０１０として例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどを利用できる。画像表示部０１０は、必ずしも装置の一部である必要は無い。本発明の装置では画像データのみを作成し、外部の画像表示装置に表示させてもよい。
【００２９】
（探触子の駆動）
探触子００３について説明する。変換素子００４は電気信号と超音波の変換を行う。変換素子として、ＰＺＴ等の圧電素子、ＰＶＤＦやｃＭＵＴ素子等の変換効率が比較的高いものが好適である。複数の変換素子００４を１次元または２次元に配列した探触子を用いることで、ＳＮ比の向上や測定時間の短縮が期待できる。
【００３０】
探触子００３の駆動とその時の撮像手法について図３を用いて説明する。キャリッジ００６に装着された探触子００３は、駆動機構００７によって保持部材００２に対向する２
次元平面を移動する。駆動機構００７としては、例えばパルスモータとボールねじの組み合わせや、リニアモータなどが利用できる。また、駆動機構００７が、探触子００３を３次元方向に駆動させてもよい。また、キャリッジ００６の回転機構を設けて、探触子００３を任意の角度に傾斜させてもよい。探触子の３次元移動や傾斜により、被検体に対して様々な方向から超音波を取得できるので、精度の高い画像データが得られる。
【００３１】
（保持部材）
保持部材００２を用いることで、被検体の形状が安定し、減衰量の演算や画像再構成時の演算における演算精度が向上する。保持部材００２には、音響波透過性があるものを用いる。また、被検体００１およびマッチング材００５との音響インピーダンスの差が小さい材料が望ましい。また、被検体００１を保持できるように、剛性が高い部材や、伸縮性が有る部材が好ましい。剛性が高い部材としては、ＰＥＴ、ポリメチルペンテン、アクリルなどの樹脂材料が挙げられる。伸縮性のある部材としては、ラテックスやシリコーンなどのゴムシートやウレタンのような材料が挙げられる。また、複数の材料を組み合わせた保持機構を用いてもよい。
【００３２】
保持部材００２は、交換可能に設置されることが好ましい。筺体の開口部から乳房を装置内に挿入する場合、開口部周辺に、金具や引掛けにより、保持部材を簡易に固定できる装着部を設けると良い。これにより被検者や測定内容に応じた付け替えが容易になる。
【００３３】
マッチング材００５は、被検体（または保持部材）と探触子を音響的にマッチングさせる。したがって、音響波を伝搬し、かつ探触子００３の走査を妨げないものが好ましい。例えば、水、ＤＩＤＳ、ＰＥＧ、シリコーンオイル、ひまし油などの液体が挙げられる。
【００３４】
被検体が生体の場合、曲率を持つ領域や凹凸形状が多い。例えば乳房の場合、中心部が周辺部よりも突出している。逆に、臀部や土ふまずのように、中央部が周辺部から窪んだ形状の場合もある。その結果、探触子走査面と、走査面の法線方向（または変換素子の高感度方向）における被検体との距離は、探触子のポジションに応じて変化する。
【００３５】
（保持部材と被検体表面の位置関係）
図３の例でも、探触子００３の走査面と被検体００１の表面は平行ではない。図中、Ｃプレーン面３０１が表示すべき面である。探触子走査面とＣプレーン面が平行であり、かつ探触子がＰｏｓ１にあるとき、探触子から被検体表面の距離はＬ１１、被検体表面からＣプレーン面の距離はＬ１２である。探触子がＰｏｓ２にあるとき、探触子から被検体表面の距離はＬ２１、被検体表面からＣプレーン面の距離はＬ２２である。このように、探触子００３がＰｏｓ１にあるときとＰｏｓ２にあるときでは、超音波の経路上における、生体内通過距離とマッチング材通過距離の比率が異なる。一般的には生体内の超音波減衰率の方が高いため、Ｐｏｓ１の方がＰｏｓ２と比べて、送信超音波、エコー波ともに減衰しやすい。その結果、画像データにおける輝度値に差が生じる。
【００３６】
同じＣプレーン面内で輝度値に大きな差があると、画像表示、特にリアルタイム表示において被検体内部画像の再現度が低下する可能性があるので以下説明する。例えば、あるＣプレーン面画像データに含まれる画素データの輝度が、「０〜１００」の範囲でばらついているとする。ここで操作者が、ディスプレイに表示される画像の輝度範囲を仮に「２０〜８０」と調整していたとすると、この範囲から外れる輝度値を持つ画素に関する情報は欠落する。したがって、特にリアルタイムで画像を表示する超音波装置などにおいて、画像解析の精度が低下するおそれがある。
【００３７】
このような、出力値ばらつきに起因する問題ついてさらに述べる。例えば、Ｐｏｓ１のＣプレーン面位置の画像データにおいては、生体内部を長い距離伝搬する間の減衰を補正
するために、出力値に大きめのゲインが掛けられる。しかし、この条件をＰｏｓ２に適用すると、出力値に対するゲインが過大になるおそれがある。具体的には、距離差Ｌ、被検体００１の音響減衰特性、送受信時の超音波周波数の３つの数値の積の値だけ増幅が行われる。その結果、条件によってはゲインが数十ｄＢに達し、表示輝度のダイナミックレンジの上限を超える場合がある。また逆に、Ｐｏｓ２においてＣプレーン面位置の画像データを表示するために設定した条件でＰｏｓ１のＣプレーン面位置の画像データを撮像すると、増幅が不十分となり、信号強度が装置のノイズレベルを下回る場合がある。
【００３８】
（保持部材の好ましい音響減衰特性）
この現象を回避するためには、距離差Ｌ分の音響減衰差の埋め合わせが必要となる。ここでは、保持部材００２内における音響減衰特性に分布を持たせることにより音響減衰差を埋めわせる。具体的には、長さＬ［ｃｍ］分の、被検体００１とマッチング材００５の音響減衰特性の差を、保持部材００２の音響減衰特性に反映させる。例えば、マッチング材００５として、音響波をほとんど減衰させない水を使用する。このとき、被検体００１の減衰特性を仮に０．３［ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ］と想定すると、Ｐｏｓ１における減衰量と、Ｐｏｓ２における減衰量には、０．３Ｌ［ｄＢ／ＭＨｚ］分の差が生じる。そこで、保持部材００２において、Ｐｏｓ１に対応する位置での音響減衰特性と、Ｐｏｓ２に対応する位置での音響減衰特性との差を０．３Ｌ［ｄＢ／ＭＨｚ］に調整することで、Ｃプレーン面での出力値差を低減できる。
【００３９】
このような調整は、被検体００１とマッチング材００２の音響減衰特性の違いと、音響波が被検体内部を伝搬する距離に応じて適宜行われる。一般的には被検体００１の方が音響減衰特性が大きいため、一般的に探触子００３と被検体００１間が近接した場所に対応する保持部材００２の音響減衰特性を小さくすると良い。
【００４０】
また、被検体００１は人体の特性上、丸みを帯びた形状のものが多く、保持状態において中央部が付き出た状態になりやすい。そのため、保持部材００２の音響減衰特性は中央部の方を周辺部よりも小さく調整するのも効果的である。より具体的に述べると、走査面が略平面状のとき、走査面の法線方向における走査面から保持部までの距離が長いほど、音響減衰の程度が大きくなる。逆に、走査面の法線方向における走査面から保持部までの距離が短いほど、音響減衰の程度が小さくなる。
【００４１】
音響減衰差を算出するためには以下の４つの情報が必要である。
（情報１）マッチング材００５の音響減衰特性：α２［ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ］
（情報２）被検体００１の音響減衰特性：α１［ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ］
（情報３）被検体００１の保持形状
（情報４）探触子００３の走査軌道
このうち、情報１と情報４は、システムの設定や使用する材料によって既知である。一方、情報２と情報３は、組織間でのバラつきや個体差が大きいため、実験値や文献値を参照して設定するのが好ましい。また、プレスキャンを実施して取得した被検体情報に基づいて保持部材００２を作成または選択することも効果的である。
【００４２】
情報２は、被検体００１が乳房の場合、α１＝０．３〜０．８［Ｂ／ＭＨｚ／ｃｍ］の範囲で規定するのが好ましい。また、乳房の特性として若い人は乳腺層が多く、年齢を重ねるに従い脂肪の比率が多くなる傾向がある。乳腺層は脂肪層に比べ音響減衰特性が高いため、年齢が若いほど乳房の音響減衰特性を大きくするのが好ましい。
【００４３】
被検体００１が乳房のような軟部組織の場合、情報３（保持形状）を正確に把握するために、保持部材として剛性が高い部材を用いる。保持部材００２の形状は被検体００１に沿うような形状が好ましい。例えば乳房であればカップ型である。剛体部材の場合、被検
体００１の保持形状が規定されるため、探触子００３と被検体００１の距離が規定され、容易に取得できる。
【００４４】
一方、保持部材として伸縮性のある材料を選択した場合、保持形状の厳格な規定は難しい。しかし、部材の硬度や膜厚、被検体００１の情報などから、保持形状をある程度想定可能である。この情報とは、例えば乳房の場合、カップサイズ、トップ、アンダーサイズ、等のサイズ情報や、人種、年齢、身体の状態等の被験者の情報である。具体的には、保持部材００２の硬度を高くすること、膜厚を厚くすることや、あらかじめ保持部材００２に張力をかけておくことにより、被検体００１の突き出し量（Ｌ１）を抑制できる。また被検体００１が乳房の場合、年齢が若く乳腺層が多い場合や、生理中の場合は、乳房はつぶれ難い状態となりうる。これらの情報を用いて保持部材００２をカスタマイズすることで、保持形状を細かく規定し、任意断面の出力値ムラを低減できる。
【００４５】
上記４項目より探触子００３位置毎の音響減衰特性差が規定出来るようになる。位置による音響減衰特性差の最大値は、下式で換算できる。
（α１−α２）×Ｌ１  …（１）
ここで、被検体００１の音響減衰特性α１が０．３〜０．８［ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ］の間の数値を取り、最大Ｌ距離が１〜９［ｃｍ］の間の数値を取ると仮定する。なお、乳房の場合、最大Ｌ距離とは乳房先端から胸壁最大距離の突き出し量Ｌ１を指す。また、マッチング材００５は水（α２は０［ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ］）とする。この仮定を上式に適用すると、好適な音響減衰特性差は０．３〜７．２［ｄＢ／ＭＨｚ］の間に収まる。
【００４６】
（保持部材の作成法１：膜厚の調整）
次に、所望の音響減衰特性分布を持つ保持部材００２の作成手法を説明する。まず、保持部材００２の材料に単一素材を使用し、部位によって膜厚を変化させることで音響減衰特性を調整する手法がある。単一素材の場合、音響減衰特性は膜厚に比例して変化する。そのため、保持部材００２の加工精度が高いほど音響減衰特性を細かく調整できる。
【００４７】
図４において、膜厚とは、保持状況における画像スキャンライン０２５上の保持部材００２内経路長を意味する。そのため膜厚は、保持部材００２の傾斜角によっても変化する。好適な保持部材００２内における厚みの最大差は、下式で換算できる。
（α１−α２）×Ｌ１／α３  ［ｃｍ］  …（２）
なお、保持部材００２としてラテックスゴムシート（音響減衰特性α３は約５［ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ］）を用いた場合、好適な保持部材００２内における厚みの最大差は、０．６〜１４．４［ｍｍ］の範囲になる。
【００４８】
なお、被検体００１の音響減衰特性がマッチング材００５よりも高く、被検体００１の中央部が突出している場合、図４に示すように、保持部材００２の中央部の膜厚を周辺部よりも薄くする（Ｌ３１＜Ｌ３２とする）ことが好ましい。保持部材００２は、コンプレッション処理や射出成型等、規定の金型を用いて製作することが好ましい。また、切削加工等の製法も利用できるし、３Ｄプリンタを用いて製作する事も可能である。任意の形状に保持部材００２を成型できれば、音響減衰特性を細かく調整できる。
【００４９】
（保持部材の作成法２：シート部材の組み合わせ）
また、複数のシート部材を組み合わせることで、膜厚の分布を持たせる方法もある。具体的には、図５（ａ）に示すように穴の径が異なる複数のシートａ〜ｃを用意し、図５（ｂ）のように重ね合わせる。シートを重ね合わせる方法は任意である。まず、シートの材質と音響インピーダンスが近い接着剤を用いる方法がある。例えば部材がシリコーンゴムの場合は、シリコーン系接着剤が好適である。なお、以下の記載において、正面図とは保持部材を探触子側から見た図を、側面図とは装置の側方から見た図を言う。
【００５０】
また、部材同士をそのまま重ねるだけでもよい。特にゴムやゲル部材には自己融着性があるため、接着剤を用いなくとも保持部材を形成できる。この方法を用いる場合、シート部材同士の間を、シート部材と音響インピーダンスが近いマッチング材００５で満たすことで、気泡の混入を防ぐことが好ましい。例えば、シート部材がラテックスでマッチング材００５が水の場合や、シート部材がシリコーンゴムでマッチング材００５がシリコーンオイルの場合が挙げられる。なお、シート部材同士の音響インピーダンス差が大きい場合や、シート部材間に気泡が混入した場合、部材間界面において超音波が反射するためにアーティファクトの要因となる。
【００５１】
このような複数の部材を組み合わる方法には、被検者や被検体００１の状況に応じて保持部材００２をカスタムし易いという利点がある。例えば、被検体００１が大きい場合は多数のシート材を組み合わせて中央と周辺部の膜厚差が大きくする。また、中央部に大きな腫瘍０２１が有る場合には、図５（ｃ）に示すように中央に穴が開いた円環型シート部材（図５（ａ）のシートａおよびシートｂに相当）だけを組み合わせて、被検体を周辺部で保持するのも効果的である。
【００５２】
膜厚調整またはシート重ね合わせにより保持部材００２の周辺部の膜厚を厚くすることで、画像出力値ばらつきの改善のみならず、保持部材００２の機械的強度の改善や、被検体００１の保持力の改善も実現できる。一般的に被検体００１が保持部材００２を圧迫する強さは数十Ｎ以上になるので、保持部材００２周辺部を強化するために、周辺部の膜厚が相対的に厚い方が好ましい。また、保持部材００２が伸縮性のある部材の場合、撮像中に体動があった場合でも被検体を安定的に保持するためにも、周辺部の膜厚が相対的に厚い方が好ましい。これにより、画像の歪みや解像度の劣化を抑制できる。
【００５３】
（保持部材の作成法３：複数材料の組み合わせ）
図６を用いて、音響減衰特性の異なる複数の材料を組み合わせて、保持部材００２面内に音響減衰特性分布を持たせる手法を説明する。例えば被検体中央部が突出しており、かつ被検体の方がマッチング材より音響波を減衰させやすい場合、保持部材の中央部（図６の符号００２ａ）に減衰度合いの低い部材を、周辺部（符号００２ｂ）に減衰度合いの高い部材を用いる。
【００５４】
例えば剛体部材の場合、中央部には音響減衰特性の比較的低いアクリルやポリメチルペンテンが、周辺部には音響減衰特性が比較的高いＰＥＴ材等が好適である。伸縮性部材の場合、中央部には音響減衰特性の比較的低いシリコーンゴムが、周辺部には音響減衰特性が比較的高いラテックスゴムが好適である。また、同じ素材でも、組成に応じて音響減衰特性が異なる。例えばウレタン素材の組成比率を変化させることで、減衰特性の異なる部材を作成できる。また、この手法においても、作成法１と同じように部位ごとに膜厚を微調整したり、作成法２のように部材を重ね合わせたりして、音響減衰特性を調節することも好ましい。また、材料は２種類には限られない。例えば、円形の内側から外側に向かって徐々に音響減衰特性が高まるような同心円状の構成でも良い。
【００５５】
作成法３の態様例について、図７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を用いて説明する。各図は、保持部材の正面図と側面図である。図７（ａ）は、円環形状の部材１と、その円環の穴のサイズの円径部材２を用意し、接着により結合したものである。なお、接着面では複数の膜が重なり、かつ接着剤が存在するため、音響減衰特性が変化しやすい。すなわち、接着剤と部材の音響インピーダンス差が画像のアーティファクトの要因となり得る。そのため、接着材の量を少なくするか、部材との音響インピーダンス差が小さい接着剤を用いることが好ましい。また、接着面を小さくするか、接着面の部材厚みを薄くすることが好ましい。なお、部材がゴム材の場合は自己融着性を利用して保持部材を形成することも可
能であるが、この場合は気泡の混入に留意する。
【００５６】
図７（ｂ）は、円環状の部材１と、その円環の穴と同じサイズの円形領域と、この円形領域から周辺に向けて放射状に枝部が伸びた形状部材２を組み合わせたものである。この場合、接着剤を用いずとも保持部材を形成できる利点がある。しかし、枝部で音響減衰ムラが発生するため、枝部の面積を少なくするのが好ましい。ただし枝部の面積は、保持部材の強度と音響特性とのバランスに基づいて決定する。
【００５７】
また、図７（ｃ）のように、枝部１つ当りの面積を少なくする代わりに、枝部の数を増やし、面内均一に張り巡らすことも好ましい。超音波の送受信では開口幅が存在し、画像を構成する複数の音線が通過する保持部材００２の位置は異なる。そこで図７（ｃ）のように枝部の位置を分散することで、保持部材００２を通過する音線の比率が一定化し、枝部近辺の画像ムラが低減出来る。
【００５８】
また、同一素材により構成された保持部材であっても、部位ごとに組成を変えることで、音響減衰特性分布を形成できる。例えば、ウレタンやゴム部材に硬化剤を添加して硬度を調整する方法がある。例えばウレタンは、硬化剤の添加によってプラスチックのような硬さからゴムの様な柔らかさまで調整可能であり、硬度に応じて音響減衰特性も変動する。また、部材に添加された超音波散乱体が大きいほど音響減衰特性が高くなる。硬化剤は母材に合わせたものを使用すればよい。
【００５９】
さらに、部材への超音波の散乱体添加量を調整する方法がある。例えばウレタンゲルにミクロンオーダー径のガラスビーズを混ぜることで音響減衰特性を調整できる。超音波散乱体として、ガラスビーズ以外にも酸化チタンやシリカなども使用できる。また、保持部材内での部位に応じて異なる散乱体を添加してもよい。
【００６０】
（画像処理部の構成）
上記のように保持部材００２の面内の音響減衰特性を変化させることで、任意断面の出力値差を低減できる。なお、画像処理部Ｂ（符号０１５）にて出力値の調整を行うことで、出力値差を更に低減して、輝度ムラを抑制できる。
【００６１】
以上の説明では、被検体に超音波を照射してエコー信号を受信し画像化する超音波画像装置を基に説明した。しかし上記の構成は、光源から光照射された被検体００１から発生する超音波を受信し画像化する光音響画像装置にも適用できる。
【００６２】
なお、上記方法で被検体の突出部と凹部で音響減衰の程度を変えた場合、同一のＣプレーン面での輝度が好適に表示される一方で、同程度の初期音圧であっても再構成後の表示輝度が変わる可能性がある。具体的には、Ｐｏｓ１とＰｏｓ２それぞれのスキャンライン上において、被検体表面から１ｃｍの深さで初期音圧強度を再構成すると、Ｐｏｓ１の方が減衰の程度が低いため、初期音圧が強く表示される。そこで、Ｃプレーン面以外の表示を行う場合は、受信信号の強度に対して音響減衰特性分布を補償するようなゲインを掛けることが好ましい。
【００６３】
（探触子の変形例）
本発明は、１Ｄプローブや２Ｄプローブでは無く、図８に示すような各種の探触子を備える装置にも適用できる。例えば図８（ａ）は、変換素子００４が曲率を持って配列されたコンベックス型探触子である。図８（ｂ）および（ｃ）は、変換素子が半球面上に配列された、大小のお椀型の探触子である。これらの探触子であっても、送信開口または受信開口を形成する変換素子００４群の位置から画像スキャンライン０２５上の被検体表面までの距離によって出力値差は生じるため、本発明は有効である。
【００６４】
なお、お椀状の支持体に変換素子を配置した探触子であれば、被検体から伝播する音響波を様々な方向から受信できるので、再構成画像の精度が向上する。お椀状の探触子の場合、各変換素子の高感度方向は一致しない。そのため、保持部材を区分するときに、変換素子の高感度方向との関係で位置を規定することはできない。一方でお椀型探触子には、複数の素子の高感度方向が集中する高感度領域（高分解能領域）が形成される。そこで、保持部材内の位置を特定するときは、高感度領域との関係による規定が可能である。お椀型探触子を後述する光音響装置に適用する場合、お椀の底部に光照射部を設けることが好ましい。
【００６５】
以上述べたように本発明では、被検体の形状に突出部があるために、走査領域上を移動する探触子の位置に応じて音響波の減衰量が変化する場合に、当該減衰量の程度に応じて保持部材の音響減衰特性を変化させている。この結果、音響信号の強度や画素データの出力値におけるばらつきを低減できる。
【００６６】
［実施例２］
本実施例の被検体情報取得装置のシステム概略図を図９（ａ）に示す。上記実施例と同じ構成要素には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。本実施例では被検体００１として、左右の両乳房を選択し同時に撮像する。そのため、特に保持部００２の構造が実施例１と異なる。
【００６７】
（保持部材およびマッチング材）
被検体００１を保持する保持部材００２には、２つの異なる樹脂材を使用した。図９（ｂ）は、保持部材００２を探触子走査面の側から見た様子を示す。部材１の材質はＰＥＴの一種であるＰＥＴＧであり、部材２の材質はポリメチルペンテンである。各部材のそれぞれ厚みはおよそ２．５ｍｍである。これらの部材をコンプレッション処理と射出成型処理にて所望の形状に加工したのち、接着剤により接合して保持部材００２が形成された。保持部材００２のサイズは、長径５００ｍｍ、短径２５０ｍｍであり、胸壁−乳頭距離がおよそ３５ｍｍになるよう加工してある。
【００６８】
各部材の音響減衰特性は、ポリメチルペンテンが１．２［ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ］程度、ＰＥＴＧが４［ｄＢ／ＭＨｚ／ｃｍ］程度である。なお、被検体００１と保持部材００２に間の隙間は可能な限り無くなるように密着させている。
【００６９】
マッチング材００５は水であり、ポンプで循環させながら使用した。本実施例では、ヒーターを用いて水温を３５℃付近に保った。このように水温を維持することは、被検者に不快な思いをさせない効果と、マッチング材００５の音速を規定し画像再構成の精度を向上させる効果があるため、好ましい。
【００７０】
（その他の装置構成）
本実施例において、探触子００３は２５６ｃｈの１Ｄリニアプローブである。探触子００３を構成する変換素子００４は、中心周波数が８ＭＨｚ、素子サイズが４ｍｍのＰＺＴであり、ラテラル素子ピッチが０．２ｍｍになるよう配列されている。システム制御部００９による、送信超音波の制御、エコー波の受信、受信信号の処理、画像再構成処理などの方法は実施例１と同様である。
【００７１】
キャリッジ００６に設置された探触子００３は、駆動制御部００８の指示に従って平面走査領域内を移動しつつ、超音波を送受信する。本実施例では、キャリッジ００６を、パルスモータとボールねじを組み合わせた駆動機構００７によって２軸方向に任意の位置に任意の速度で移動させている。本実施例では、受信信号から生成された３次元画像データ
について、液晶ディスプレイからなる画像表示部０１０にて任意の断面画像を確認可能である。さらに、任意断面画像の出力値差が目立つ場合は、画像処理部Ｂ（０１５）において出力値を調整可能にしている。
【００７２】
以上のシステムを用いて、乳房の画像を取得し胸壁付近のＣプレーン画像を表示した。保持部材００２を使用しなかった場合の同位置のＣプレーン画像と比較すると、乳房周辺部と乳頭付近の画像出力値差が改善した見やすい画像となり、任意断面の画質の劣化を抑える事が確認できた。本実施例のシステムは、左右の両乳房だけでなく、人体の臀部や、土踏まずを有する足部のように、中央部に窪みがあり周辺部が突出し、さらに最外周部は再び凹んでいるような被検体にも応用できる。
【００７３】
［実施例３］
本実施例の特徴は、片方の乳房のように、中央部が探触子側に突出した形状の被検体を測定対象とする点である。したがって、本実施例の装置が実施例２と異なる点は、保持部材００２が、実施例１の図６に示したような形状をしている点である。具体的には、保持部材は、中央部で音響減衰特性が最も低く、周辺部に行くほど音響減衰特性が高くなるような、略同心円状の音響減衰特性分布を有する。
【００７４】
具体的には、被検体００１を保持する保持部材００２を形成するために、図７（ａ）と同じように、２つの異なる樹脂材を組み合わせた。実施例２と同様に、周辺部の部材１にはＰＥＴＧを、中央部の部材２にはポリメチルペンテンを使用した。各部材の厚みはおよそ２．５ｍｍである。これらの部材をコンプレッション処理と射出成型処理にて形成したのち、接着剤により接合した。保持部材００２のサイズは、φ２５０ｍｍである。胸壁−乳頭距離はおよそ３５ｍｍとした。保持部材００２の音響減衰特性は実施例２に示した。なお、被検体００１と保持部材００２に間の隙間は可能な限り無くなるように密着させている。
【００７５】
以上のシステムを用いて、乳房の画像を取得し胸壁付近のＣプレーン画像を表示した。保持部材００２を使用しなかった場合の同位置のＣプレーン画像と比較すると、中央部と周辺部で生じる画像の出力値差が改善し、見やすい画像になった。
【００７６】
このように、中央部が探触子００３側に突き出た形態の被検体００１を撮像する場合、保持部材００２の中央部の音響減衰特性が周辺部に比べて小さいものを使用する事で、任意断面の画質の劣化を低減できる。
【００７７】
［実施例４］
本実施例は、実施例３と同様に、中央部が探触子側に突出した形状の被検体を測定対象とする。したがって本実施例の装置は、実施例３と同様に、中央部の音響減衰特性が最も低く、周辺部に行くほど音響減衰特性が高くなるような、略同心円状の音響減衰特性分布を有する保持部材００２を用いる。また本実施例は実施例３と比べて、保持部材００２が一つの部材から構成されている点が異なる。
【００７８】
具体的には、被検体００１を保持する保持部材００２として、図４と同じように、部位ごとに厚さが違うシートを用いた。シートの材質は天然ゴムである。保持部材００２は被検者の状況に合わせて選択するのが好適である。本実施例では、Ｄカップの中高年女性を対象としている。シートの厚みは、中央部（図４のＰｏｓ１に相当）で最薄の、０．３ｍｍである。また周辺部（図４のＰｏｓ２に相当）での厚みは最厚の４．５ｍｍである。また、Ｐｏｓ１とＰｏｓ２の間で膜厚が徐々に変化するようにシートが形成されている。シートの形状は、φ２５０ｍｍの円形である。また保持部材は、被検体を保持している状態での胸壁−乳頭距離がおよそ４０ｍｍになるように、初期テンションをかけて機器に設置
される。本実施例の保持部材００２は、コンプレッション処理により、Ｐｏｓ１とＰｏｓ２における音響減衰特性差がおよそ１．７ｄＢ／ＭＨｚになるように作成された。
【００７９】
以上のシステムを用いて、乳房の画像を取得し胸壁付近のＣプレーン画像を表示した。保持部材００２を使用しなかった場合の同位置のＣプレーン画像と比較すると、中央部と周辺部で生じる画像の出力値差が改善し、見やすい画像になった。
【００８０】
このように、中央部が探触子００３側に突き出た形態の被検体００１を撮像する場合、保持部材００２に単一部材を用い中央部の膜厚を周辺部に比べて薄いものを使用する事で、任意断面の画質の劣化を低減できた。
【００８１】
［実施例５］
本実施例の被検体情報取得装置は、光音響測定を行って被検体内の特性情報を取得する。図１０を用いて説明する。キャリッジ００６には、光音響波用の探触子０２２と、光源０２４からの光を射出する光照射部０２３を取り付ける。
【００８２】
本実施例の光源０２４は固体レーザーの一種であるチタンサファイアレーザーであり、被検体にパルス光を照射する。パルス間隔は１０Ｈｚとした。レーザー光源としては固体レーザー以外にも、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなどを利用できる。またフラッシュランプや発光ダイオードなども利用できる。照射光としては近赤外線が好ましい。波長に関しては、６５０〜１１００ｎｍ程度が好適であり、本実施例では７５０ｎｍとした。なお、被検体の構成成分濃度を求めるためには、複数波長の光を照射可能な波長可変レーザーを用いることが好ましい。光源から光照射部へは、バンドルファイバ、レンズ、ミラー、プリズム等の光学部材により光を導いた。
【００８３】
被検体内部の光吸収体が照射光のエネルギーを吸収すると、熱膨張により音響波が発生する。近赤外光に吸収特性を持つ光吸収体としては、ヘモグロビンを多く含む生体内の血液および血管や、新生血管を多く含む腫瘍組織などがある。
【００８４】
本実施例では光照射部０２３をキャリッジ００６に設置し、探触子０２２とともに移動させ、撮像部分に効率よく光が照射されるように設置した。しかし設置場所はこれに限られない。発生する光音響波の強度は光の到達量によって変化するため、同じ形態の血管であっても被検体内での深さによって受信信号の強度が異なる。そこで本実施例のシステム制御部００９は、被検体内での光分布量を測定や演算によって取得し、信号強度の補正に用いる。また、被検体への照射光量を、光強度やキャリッジ位置の調整によって制御することが好ましい。
【００８５】
光音響波用の探触子０２２は、１ｍｍ×１ｍｍの変換素子００４を６００個、（２０×３０）のアレイ状に配置して構成されている。変換素子００４は、中心周波数は２ＭＨｚのＰＺＴである。受信開口を用いて光音響波を受信し、信号処理および画像再構成を行う手法は、上記各実施例と同じである。また、画像再構成処理中および表示部への画像出力後の出力値調整についても、上記各実施例と同様である。
【００８６】
本実施例には、上記各実施例のいずれの保持部材０２２でも適用できる。すなわち、同一素材で形成され、部位に応じて厚みを変えることで音響減衰特性分布を設けた保持部材や、部位によって異なる材質を用いた保持部材のいずれも利用可能である。なお、本実施例の保持部材０２２は、音響波透過性に加えて光透過性を有する。
【００８７】
以上のシステムを用いて、乳房の画像を取得し胸壁付近のＣプレーン画像を表示した。保持部材００２を使用しなかった場合の同位置のＣプレーン画像と比較すると、保持部材
００２の形態によって効果の差はあるものの、乳房中央部と周辺部で生じる画像の出力値差が縮小し、見やすい画像となった。このように、光音響効果を用いた装置の場合でも、保持部材００２の音響減衰特性に分布を持たせることによって、任意断面の出力値差による画質劣化を低減できる。
【００８８】
［変形例］
本発明において、被検体を接触保持して形状を規定する保持部材００２は、必須の構成要素ではない。本発明の目的は、被検体の凹凸に応じて、探触子走査面内での位置ごとに音響減衰特性をばらつかせることにより達成できる。そのため、被検体に接触する保持部材に代えて、被検体から離れた位置であり、かつ探触子００３と被検体の間の位置に、部位ごとに音響波の減衰率が異なる音響減衰部材を設けても良い。なお、本発明の各実施例における保持部材は、音響減衰効果を有する音響減衰部と呼ぶこともできる。
【００８９】
例えば被検体が、片方の乳房のような中央が突出した物体であれば、音響減衰部材として、突出部に対向する位置で減衰率を低くし、周辺部に対向する位置で減衰率を高めた部材を用いる。このような音響減衰部材として、場所により厚みを変えた略平面状のシート部材が使用できる。また、音響減衰特性の異なる素材を組み合わせた略平面状の部材も利用できる。本変形例によっても、Ｃプレーン面内での輝度差を緩和し、被検体画像の精度を向上させることが可能である。
【００９０】
また、被検体と接触しない音響減衰部材を設けるのではなく、乳房のサイズ等によっては被検体と接触する音響減衰部材を設けても良い。その場合、音響減衰部材は、剛性が高く被検体をしっかり支える材質でも良いし、被験体と接触すると柔軟に変形する部材でも良い。
【００９１】
本発明によれば、凹凸のある被検体を、撮像領域にて探触子を走査させながら超音波測定または光音響測定する被検体情報取得装置において、探触子走査面と任意断面までに存在する被検体距離の変化がもたらす出力値差を低減できる。その結果、被検体の特性情報を示す画像における情報欠如や輝度ムラを抑制できる。
【符号の説明】
【００９２】
００２：保持部材，００３：探触子，００４：変換素子，００７：駆動機構，００９：システム制御部
【図１】
0006598487.tif 000002
【図２】
0006598487.tif 000003
【図３】
0006598487.tif 000004
【図４】
0006598487.tif 000005
【図５】
0006598487.tif 000006
【図６】
0006598487.tif 000007
【図７】
0006598487.tif 000008
【図８】
0006598487.tif 000009
【図９】
0006598487.tif 000010
【図１０】
0006598487.tif 000011