(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にパルス光を複数回、照射する光照射部と、
前記光照射部からのパルス光が前記被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信し、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記各変動周期内の第１の期間に取得された複数の信号に基づく第１の被検体情報を取得するとともに、前記各変動周期内の前記第１の期間とは異なる第２の期間に取得された複数の信号に基づく第２の被検体情報を取得し、
前記第１の被検体情報と前記第２の被検体情報とを重畳して並べて表示部に表示させること、を特徴とする光音響装置。
【請求項２】
被検体にパルス光を複数回、照射する光照射部と、
前記光照射部からのパルス光が前記被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信し、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記被検体情報及び前記各変動周期内の共通する期間を示す情報を表示部に表示させること、を特徴とする光音響装置。
【請求項３】
被検体にパルス光を複数回、照射する光照射部と、
前記光照射部からのパルス光が前記被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信し、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記被検体情報及び前記心電図信号を表示部に表示させること、を特徴とする光音響装置。
【請求項４】
被検体にパルス光を複数回、照射する光照射部と、
前記光照射部からのパルス光が前記被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信し、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記心電図信号に基づいて、前記心電図信号のＲ波の発生タイミングおよびＴ波の発生タイミングを決定し、
前記心電図信号のＲ波の発生タイミングに基づいて決定される開始タイミングから、前記心電図信号のＲ波の発生タイミングから前記心電図信号のＴ波の発生タイミングまでの第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用し、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に発生した光音響波に対応する信号を使用せずに、前記被検体情報を取得すること、を特徴とする光音響装置。
【請求項５】
被検体にパルス光を複数回、照射する光照射部と、
前記光照射部からのパルス光が前記被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信し、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記心電図信号のＲ波の発生タイミングに基づいて決定される開始タイミングから、０．３秒間以上、０．４５秒間以下の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用して前記被検体情報を取得すること、を特徴とする光音響装置。
【請求項６】
被検体にパルス光を複数回、照射する光照射部と、
前記光照射部からのパルス光が前記被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信し、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
前記関心領域の部位の種類を入力できるように構成された入力部と、
前記関心領域の部位の種類と、Ｒ波の発生タイミングから開始タイミングまでの第二の時間との関係テーブルが保存された記憶部と、を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記入力部により入力された前記関心領域の部位の種類に対応する前記第二の時間を、前記関係テーブルから読み出し、
前記心電図信号のＲ波の発生タイミングと、前記関係テーブルから読み出された前記第二の時間とに基づいて、前記開始タイミングを設定し、
前記開始タイミングから、前記心電図信号のＲ波の発生タイミングから前記心電図信号のＴ波の発生タイミングまでの第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用し、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に発生した光音響波に対応する信号を使用せずに、前記被検体情報を取得すること、を特徴とする光音響装置。
【請求項７】
前記被検体情報取得部は、前記心電図信号のＲ波の発生タイミング、前記被検体の心臓と前記関心領域との距離の情報、および血流速の情報に基づいて、前記開始タイミングを設定すること
を特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項８】
被検体にパルス光を複数回、照射する光照射部と、
前記光照射部からのパルス光が前記被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信し、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記心電図信号のＲ波の発生タイミングに基づいて決定される開始タイミングから、前記心電図信号のＲ波の発生タイミングから前記心電図信号のＴ波の発生タイミングまでの第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用し、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に発生した光音響波に対応する信号を使用せずに、前記被検体情報を取得し、
前記光照射部は、一定の繰り返し周波数でパルス光を複数回、前記被検体に照射すること、を特徴とする光音響装置。
【請求項９】
前記光照射部は、互いに異なる複数の波長のそれぞれのパルス光を発することのできる光源を有し、
前記光源は、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に、前記複数の波長を切り替えること、を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光音響装置。
【請求項１０】
被検体にパルス光を複数回、照射する光照射部と、
前記光照射部からのパルス光が前記被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信し、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、
前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、
複数回繰り返される前記血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、
前記複数の信号を保存する記憶部を有し、
前記血液情報取得部は、
前記被検体の心電図信号を取得する心電図取得部を有し、
前記被検体情報取得部は、
前記心電図信号のＲ波の発生タイミングに基づいて決定される開始タイミングから、前記心電図信号のＲ波の発生タイミングから前記心電図信号のＴ波の発生タイミングまでの第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を使用し、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間以外に発生した光音響波に対応する信号を使用せずに、前記被検体情報を取得し、
前記記憶部に保存された前記複数の信号の中から、前記開始タイミングから前記第一の時間が経過するまでの期間に発生した光音響波に対応する信号の少なくとも一部を抽出し、抽出された信号に基づいて前記被検体情報を取得すること、を特徴とする光音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光音響効果を利用した光音響装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光を用いたイメージング技術の一つとして、光音響イメージング技術がある。光音響イメージングでは、まず、光源から発生したパルス光が被検体に照射される。照射光は被検体内で伝播・拡散し、被検体内の複数の箇所で吸収されることにより、光音響波が発生する。トランスデューサはこの光音響波を電気信号に変換し、処理装置がその電気信号を解析処理することで、被検体内部の光学特性値に関する情報を取得する。
【０００３】
被検体内の光吸収体から発生する光音響波の発生音圧（以下、初期音圧とも呼ぶ）Ｐ０は次式で表すことができる。
【０００４】
Ｐ０＝Γ・μａ・Φ・・・・・・・・・・（１）
ここで、Γはグリューナイセン（Ｇｒｕｎｅｉｓｅｎ）係数であり、体積膨張係数βと音速ｃの二乗との積を定圧比熱Ｃｐで除したものである。Φはある位置（局所的な領域）での光量（吸収体に到達した光量であり、光フルエンスとも言う）である。
【０００５】
初期音圧Ｐ０は、光音響波を受信した探触子から出力される受信信号（ＰＡ信号）を用いて求めることができる。
【０００６】
グリューナイセン係数は組織が決まれば、ほぼ一定の値をとることが知られているので、ＰＡ信号の時間的変化を複数の個所で測定及び解析することにより光吸収係数μａと光量Φの積、すなわち、光エネルギー吸収密度を得ることができる。
【０００７】
特許文献１は、光に起因して発生した光音響波に基づいて、血管の光音響画像を生成する光音響画像生成装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−２４８０７７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２８４５５号公報
【特許文献３】特開２０１４−１００２４４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｂｉｎ  Ｌｕｏ  ａｎｄ  Ｓａｉｌｉｎｇ  Ｈｅ，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．１５，Ｉｓｓｕｅ  １０，ｐｐ．５９０５−５９１８（２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、測定対象が生体である場合、光音響測定で得られる信号が、生体の拍動によって影響を受けることが考えられる。たとえば、光吸収体がヘモグロビンであるとした場合、血管内の血液量が多いタイミングで取得された信号は測定する部位に存在するヘモグロビンの量が多いため、式（１）にしたがって発生する光音響波の音圧は高くなる。したがって、得られる信号のＳ／Ｎ比が比較的高いことが予想される。一方で、同じ部位の測定を行っても、血管内の血液量が少ないタイミングで取得された信号は測定する部位に存在するヘモグロビンの量が少ないために、発生する光音響波の音圧は小さくなる。すなわち、血液量が少ないタイミングで発生した光音響波の受信信号のＳ／Ｎ比は比較的低くなることが予想される。つまり、血管内の血液量によって、取得される被検体情報の精度が変化することになる。
【００１１】
そこで、本発明は、血管内の血液量の変動による、取得される被検体情報への影響を抑制することのできる光音響装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一つの側面である光音響装置は、被検体にパルス光を複数回照射する光照射部と、前記光照射部からのパルス光が前記被検体に照射されることにより発生した光音響波を受信し、複数回の光照射に対応する複数の信号を出力する受信部と、前記被検体の血液量に関する情報を取得する血液情報取得部と、前記複数の信号に基づいて、前記被検体内の関心領域における被検体情報を取得する被検体情報取得部と、を有し、前記被検体情報取得部は、前記各変動周期内の第１の期間に取得された複数の信号に基づく第１の被検体情報を取得するとともに、前記各変動周期内の前記第１の期間とは異なる第２の期間に取得された複数の信号に基づく第２の被検体情報を取得し、前記第１の被検体情報と前記第２の被検体情報とを重畳して並べて前記表示部に表示させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る光音響装置によれば、血管内の血液量による、取得される被検体情報への影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る光音響装置の構成図
【図２】実施形態１に係る被検体情報取得方法のフローチャートを示す図
【図３】実施形態１に係る各種シーケンスを示す図
【図４】実施形態に係る被検体情報取得方法のフローチャートを示す図
【図５】実施形態２に係る表示例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。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。
【００１７】
［実施形態１］
先述のように、血液量が少ない領域で発生した光音響波の受信信号のＳ／Ｎは比較的小さくなる。そのため、光音響装置によって関心領域の被検体情報を取得するときに、血液量が少ない期間において取得される被検体情報の精度が低下してしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、心電図信号に基づいて被検部の血液量を推定し、血液量が相対的に多い期間に発生した音響波に基づいて被検体情報を取得する例を説明する。
【００１８】
本実施形態に係る光音響装置は、光音響波の受信信号に基づいて被検体情報を取得する装置である。本実施形態に係る被検体情報とは、光音響効果により発生した光音響波の受信信号から得られる被検体に関する情報のことを指す。具体的に被検体情報は、発生音圧（初期音圧）、光エネルギー吸収密度、光吸収係数、および組織を構成する物質の濃度等である。ここで、物質の濃度とは、酸素飽和度、オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、および総ヘモグロビン濃度等である。総ヘモグロビン濃度とは、オキシヘモグロビン濃度およびデオキシヘモグロビン濃度の和である。また、光吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布データを被検体情報としてもよい。
【００１９】
（基本的構成）
図１を参照しながら本実施形態に係る光音響装置の基本的構成を説明する。
【００２０】
図１は本実施形態の光音響装置の構成を示す模式図である。本実施形態の光音響装置は、光照射部１１０、音響波受信部１３０、心電図取得部１５０、入力部１７０、表示部１８０、および処理部１９０を備える。光照射部１１０は、光源１１１と光学系１１３を備えている。なお、これらの構成の詳細については後述する。
【００２１】
まず、光源１１１からのパルス光１１２は、光学系１１３によりに導かれる。光学系１１３から出射されたパルス光１１２は被検体１２０に照射され、被検体１２０内の光吸収体１２１に到達する。光吸収体１２１としては、典型的には生体内における血管、特に血管内に存在するヘモグロビン等の物質、腫瘍などである。光吸収体１２１は、光のエネルギーを吸収して、光音響波１２２を発生する。発生した光音響波１２２は、被検体内を伝搬し音響波受信部１３０に到達する。
【００２２】
音響波受信部１３０は、光音響波１２２を受信することにより時系列の受信信号を出力する。処理部１９０には、音響波受信部１３０から出力された受信信号が順次入力される。以上のステップを複数回の光照射行うことにより、複数回の光照射に対応する複数の時系列の受信信号を取得することができる。
【００２３】
処理部１９０は、入力された複数の時系列の受信信号を用いて、関心領域における被検体情報を生成する。そして、処理部１９０は、生成された被検体情報のデータを表示部１８０に送信し、表示部１８０に関心領域における被検体情報の画像や数値を表示させる。なお、関心領域は予め設定されてもよいし、ユーザーが入力部１７０を用いて関心領域を入力してもよい。関心領域は被検体１２０の少なくとも一部を含むように設定される。なお、被検体情報の取得方法の詳細については後述する。
【００２４】
ところで、光吸収体としてヘモグロビンを想定する場合、血管内の血液量が少ない領域についてはヘモグロビンの量が少ないため、その領域における光吸収係数は比較的低い。そのため、式（１）にしたがって発生する光音響波の音圧は小さくなる。すなわち、血液量が少ない領域で発生した光音響波の受信信号のＳ／Ｎは比較的小さい。また、血液量が極めて少ない場合、光音響波の受信信号がノイズに埋もれてしまう可能性もある。そのため、光音響装置によって関心領域の被検体情報を取得するときに、血液量が少ない領域においては取得される被検体情報の精度が低下してしまう可能性がある。
【００２５】
上記課題を鑑みて、本実施形態に係る光音響装置は、被検体１２０の心電図信号を取得する心電図取得部１５０を有する。心電図取得部１５０により得られる心電図信号の波形から、被検体１２０の心臓の態様を推定し、被検体１２０の血流状態を推定することができる。そこで、処理部１９０は、被検体１２０の心電図信号に基づいて、複数回の光照射に対応する複数の受信信号のうち、関心領域における血液量が少ないときに発生した光音響波の受信信号を使用せずに、関心領域における被検体情報を取得する。すなわち、処理部１９０は、複数回の光照射に対応する複数の受信信号のうち、関心領域における血液量が多いときに発生した光音響波の受信信号の少なくとも一部を使用して、関心領域における被検体情報を取得する。本実施形態においては、心電図取得部が血液情報取得部に対応する。
【００２６】
このように被検体情報に用いる信号を抽出することにより、血液量の多いとき、すなわち、光吸収体としてのヘモグロビンの量が多い状態であるときに発生した、Ｓ／Ｎの高い光音響波の受信信号を多く使用して被検体情報を取得することができる。また、本実施形態によれば、血液量の少ない状態で発生した、Ｓ／Ｎの低い光音響波の受信信号を使用せずに被検体情報を取得することができるため、関心領域における被検体情報を精度よく取得することができる。なお、信号の抽出タイミングの詳細については後述する。
【００２７】
以下、本実施形態に係る光音響装置の各構成ブロックについて説明する。
【００２８】
（光源１１１）
光源１１１は、ナノ秒からマイクロ秒オーダーのパルス光を発生可能なパルス光源が好ましい。具体的なパルス幅としては、１〜１００ナノ秒程度のパルス幅であることが好ましい。また、波長としては４００ｎｍから１６００ｎｍ程度の範囲の波長であることが好ましい。特に、生体表面近傍の血管を高解像度でイメージングする際は可視光領域の波長（４００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下）の光であることが好ましい。一方、生体の深部をイメージングする際には、生体の背景組織において吸収が少ない波長（７００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下）の光を用いることが好ましい。ただし、テラヘルツ波、マイクロ波、ラジオ波領域の使用も可能である。
【００２９】
具体的な光源１１１としては、レーザーが好ましい。また、複数波長の光を用いて測定する際には、発振する波長の変換が可能なレーザーがより好ましい。なお、複数波長を被検体１２０に照射する場合、互いに異なる波長の光を発振する複数台のレーザーを、それぞれ発振切り替えを行いながら、もしくは交互に照射しながら用いることも可能である。複数台のレーザーを用いた場合もそれらをまとめて光源として表現する。
【００３０】
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。特に、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が好ましい。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）レーザーを用いてもよい。また、レーザーの代わりに発光ダイオードなどを用いることも可能である。
【００３１】
（光学系１１３）
光学系１１３は、光源１１１から被検体１２０までパルス光１１２を伝達させる。光学系１１３には、レンズ、ミラー、光ファイバ等の光学素子を用いることができる。また、本実施形態に係る光学系１１３は、パルス光１１２の進行方向を変更するための光学ミラー１１４、調光部１１５、拡散板１１６を備えている。
【００３２】
乳房等を被検体とする生体情報取得装置においては、光学系１１３の光出射部は拡散板１１６等によりパルス光のビーム径を広げて照射することが好ましい。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１１３の光出射部はレンズ等で構成し、ビーム径をフォーカスして照射することが好ましい。
【００３３】
また、光学系１１３は、光源１１１から発せられたパルス光１１２の減衰量を調整することのできる調光部１１５を含むことができる。調光部１１５としては、メカニカルシャッターや液晶シャッターなど、パルス光１１２の減衰量を調整することのできるあらゆる手段を用いることができる。
【００３４】
また、光学系１１３を被検体１２０に対して移動してもよく、これにより被検体１２０の広い範囲のイメージングが可能になる。
【００３５】
なお、光学系１１３を用いずに、光源１１１から直接被検体１２０に光を照射することも可能である。
【００３６】
（被検体１２０）
被検体１２０は本発明の光音響装置の一部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主な目的とする。よって、被検体１２０としては生体、具体的には人体や動物の乳房や頸部、腹部などの診断の対象部位が想定される。
【００３７】
また、被検体１２０の内部にある光吸収体１２１としては、被検体１２０の内部で相対的に光吸収係数が高いものが好ましい。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あるいは腫瘍の近傍に形成される新生血管が光吸収体１２１の対象となる。
【００３８】
（音響波受信部１３０）
音響波受信部１３０は、１つ以上の変換素子と筺体とを備える。変換素子は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電現象を用いた圧電素子、光の共振を用いた変換素子、ＣＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）等の静電容量型の変換素子など、音響波を受信して電気信号に変換できるものであればどのような変換素子を用いてもよい。複数の変換素子を備える場合は、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並ぶように配置されることが好ましい。
【００３９】
また、広い範囲の被検体情報を取得するために、音響波受信部１３０は、走査機構（不図示）により、被検体１２０に対して機械的に移動するよう構成されていることが好ましい。また、光学系１１３（パルス光１１２の照射位置）と音響波受信部１３０とは同期して移動することが好ましい。
【００４０】
また、ハンドヘルド型の音響波受信部１３０の場合は、ユーザーが音響波受信部１３０を把持する把持部を有する。また、音響波受信部１３０の受信面には音響レンズが設けられていてもよい。また、音響波受信部１３０には変換素子が複数設けられていてもよい。
【００４１】
また、音響波受信部１３０に、変換素子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設けてもよい。
【００４２】
（心電図取得部１５０）
心電図取得部１５０は、被検体１２０の心電図信号を取得する。典型的に、心電図取得部１５０は、心電図信号を取り出す誘導電極、アンプ、Ａ／Ｄ変換器などから構成される。例えば、心電図取得部１５０としては、特許文献２または特許文献３に記載された装置などを用いることができる。心電図取得部１５０によって得られる心電図信号によれば、被検体１２０の心臓の態様を推定することができる。また、心電図信号から推定される心臓の態様から血管内の血流を推定することもできる。
【００４３】
（入力部１７０）
入力部１７０は、ユーザー（主に医療従事者などの検査者）からの各種入力を受け付け、入力された情報をシステムバスを介して処理部１９０などの構成に送信する。例えば、入力部１７０により、ユーザーが撮像に関するパラメータ設定や撮像開始の指示、そして関心領域の範囲や形状などの観察パラメータ設定など、その他、画像に関する画像処理操作を行うことができる。
【００４４】
入力部１７０は、マウスやキーボード、タッチパネルなどで構成され、ユーザーの操作に従って制御部１９３上で動作しているＯＳなどのソフトウェアに対するイベント通知を行う。また、ハンドヘルド型光音響装置には、光照射部１１０の駆動を指示するための入力部１７０を設けることが好ましい。このような入力部１７０としては、プローブに設けられたボタン型のスイッチやフットスイッチなどを採用することができる。
【００４５】
（表示部１８０）
表示部１８０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイを用いることができる。なお、表示部１８０は、本実施形態の光音響装置が備える構成とはせずに、別に用意して光音響装置に接続してもよい。
【００４６】
（処理部１９０）
コンピュータとしての処理部１９０は、演算部１９１、記憶部１９２、および制御部１９３を備える。
【００４７】
演算部１９１は、音響波受信部１３０から出力される時系列のアナログ受信信号を収集し、受信信号の増幅や、アナログの受信信号のＡＤ変換、デジタル化された受信信号の記憶等の信号処理を行う。このような処理を行う演算部１９１としては、一般的にＤＡＳ（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる回路を用いることができる。具体的に、演算部１９１は、受信信号を増幅する増幅器、アナログの受信信号をデジタル化するＡＤ変換器などから構成される。
【００４８】
また、演算部１９１は、受信信号を用いて、被検体内の各位置の発生音圧情報を取得することができる。被検体内の各位置の発生音圧情報のことを、被検体内の初期音圧分布とも呼ぶ。なお、光音響装置が光音響トモグラフィー装置の場合、演算部１９１は、得られた受信信号を用いて画像再構成を行うことにより、２次元又は３次元の空間座標上の位置に対応する発生音圧のデータを求めることができる。演算部１９１は、画像再構成手法として、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）や、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）、モデルベース法等の公知の再構成手法を用いることができる。また、演算部１９１は、画像再構成手法として、整相加算（Ｄｅｌａｙ  ａｎｄ  Ｓｕｍ）処理を用いてもよい。
【００４９】
また、演算部１９１は、得られた受信信号を時間変化に対して包絡線検波した後、光パルス毎の包絡線検波後の信号における時間軸方向の振幅値を、を変換素子の奥行き方向に変換して、空間座標上指向方向（典型的には奥行き方向）にプロットしてもよい。演算部１９１は、これを変換素子の位置毎に行うことにより、初期音圧分布データを取得することができる。特に光音響装置が光音響顕微鏡である場合に、本手法を用いることが好ましい。
【００５０】
発生音圧情報を取得する処理を行う演算部１９１としては、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を用いることができる。なお、演算部１９１は、１つ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。
【００５１】
記憶部１９２は、ＡＤ変換後の受信信号、各種分布データ、表示画像データ、各種測定パラメータ等を保存することができる。また、後述する被検体情報取得方法で行われるそれぞれの処理を、処理部１９０内の制御部１９３に実行させるプログラムとして記憶部１９２に保存しておくことができる。なお、プログラムが保存される記憶部１９２は、非一時的な記録媒体である。記憶部１９２は、典型的にはＦＩＦＯメモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびハードディスクなどの記憶媒体から構成される。なお、記憶部１９２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。
【００５２】
また、処理部１９０は、光音響装置の各構成ブロックの作動を制御するための制御部１９３を備える。制御部１９３は、バスを介して光音響装置の各構成ブロックに必要な制御信号やデータを供給する。具体的には、制御部１９３は、光源１１１へ発光を指示する発光制御信号や音響波受信部１３０内の変換素子の受信制御信号などを供給する。制御部１９３には、典型的にＣＰＵが用いられる。
【００５３】
なお、処理部１９０が備えるそれぞれの構成は、一体の装置で構成されていてもよいし、それぞれ別の装置で構成されていてもよい。また、演算部１９１と制御部１９３は、単一のデバイスにより構成されていてもよい。すなわち、処理部１９０は、演算部１９１と制御部１９３の機能を担う単一のデバイスを有していてもよい。
【００５４】
［被検体情報取得方法］
次に、本実施形態に係る光音響装置が被検体情報を取得するフローを、図２を用いて説明する。制御部１９３が、記憶部１９２に保存された、被検体情報取得方法が記述されたプログラムを読み出し、光音響装置に以下の被検体情報取得方法を実行させている。
【００５５】
（Ｓ１００：複数回の光照射により光音響波の受信信号を取得するステップ）
本ステップでは、光照射部１１０が被検体１２０にパルス光１１２に照射する。続いて、音響波受信部１３０が、パルス光１１２の照射によって発生した光音響波１２２を受信し、時系列のアナログ受信信号を出力する。演算部１９１は、音響波受信部１３０から出力された時系列のアナログ受信信号を収集し、受信信号の増幅処理や、アナログの受信信号のＡＤ変換処理を行う。そして、演算部１９１は、デジタル化された受信信号を記憶部１９２に保存する。記憶部１９２に保存された時系列の受信信号データを、光音響データとも呼ぶ。本発明において、受信信号とは、アナログ信号もデジタル信号も含む概念である。
【００５６】
また、本ステップでは、光照射部１１０が複数回の光照射を行うことにより、複数回の光照射に対応する複数の時系列の受信信号が記憶部１９２に格納される。
【００５７】
なお、光源１１１が熱の生じやすいランプ励起による固体レーザーなどの場合、光源の安定駆動のために一定の繰り返し周波数で発光し、被検体１２０に複数回の光照射を行うことが好ましい。図３（ａ）は、本実施形態に係る光源１１１の駆動シーケンスを示す。図３（ａ）に示すように、本実施形態では、光源１１１は所定の繰り返し周波数（約５Ｈｚ）で発光している。
【００５８】
（Ｓ２００：複数回の光照射の間に、心電図信号を取得するステップ）
本ステップでは、心電図取得部１５０が被検体１２０の心電図信号を取得し、処理部１９０に送信する。なお、心電図取得部１５０が備える電極は、心臓に関する筋電図信号（心電図信号）を取得できるように適宜配置されている。
【００５９】
図３（ｂ）は、心電図取得部１５０によって得られる典型的な心電図信号の波形を示す。図３（ｂ）に示す心電図信号は、約１．２秒の周期の波形となっている。典型的に、心電図信号の波形は、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波の合成によって形成される。一般的に、Ｒ波の頂点からＴ波の終わり付近までの期間が、心室の収縮期に相当し、血液が動脈に拍出される。また、Ｔ波の終わり付近からＲ波の頂点までの期間が、心室の拡張期に相当する。なお、本明細書では、Ｒ波の頂点からＴ波の終わり付近までの時間ｔ１のことを、「Ｒ波の発生タイミングからＴ波の発生タイミングまでの第一の時間」と呼ぶ。
【００６０】
図３（ｃ）は、関心領域における血液量の変化を示すグラフである。前述したように、心臓の態様については、心電図信号のＲ波をトリガーに心室の収縮が開始し、動脈への拍出が開始される。ところが、図３（ｃ）から理解されるように、関心領域における血液量は、Ｒ波の発生タイミングに増大するのではなく、Ｒ波の発生タイミングから、関心領域に心室収縮に対応した血流が到達するまでの時間ｔ２だけ時差をもって増大する。そして、Ｒ波の発生タイミングから時間ｔ２が経過後、心室の収縮期間の時間ｔ１だけ、血液量が多い期間が維持されると考えられる。
【００６１】
本明細書では、Ｒ波の発生タイミングから、関心領域に心室収縮に対応した血流が到達するまでの時間ｔ２を「遅延時間」とも呼ぶ。
【００６２】
（Ｓ３００：心電図信号に基づいて関心領域における血液量が多いときに得られた受信信号を抽出するステップ）
本ステップでは、被検体情報取得部としての演算部１９１が、Ｓ１００で得られた複数回の光照射に対応する複数の時系列の受信信号から、Ｓ２００で得られた心電図信号に基づいて、被検体情報の取得に用いる信号を抽出する。
【００６３】
演算部１９１は、心電図取得部１５０により得られた心電図信号に基づいて、関心領域における血液量が多いタイミングを決定する。そして、演算部１９１は、そのタイミングに発生した光音響波の受信信号を記憶部１９２から読み出す。一方、演算部１９１は、関心領域における血液量が少ないタイミングに発生した光音響波の受信信号については、記憶部１９２から読み出さず、被検体情報の取得に使用しない。
【００６４】
図３（ｄ）は、演算部１９１が行う信号抽出のシーケンスを示し、「ｒｅａｄ」のときに得られた受信信号を演算部１９１が抽出することを示す。演算部１９１は、Ｓ１００で得られた複数の時系列の受信信号のうち、心電図信号のＲ波の発生タイミングから遅延時間ｔ２が経過後、心室の収縮期の時間ｔ１が経過するまでの期間に発生した光音響波の受信信号を抽出する。すなわち、演算部１９１は、関心領域に電気刺激による血流が存在する、血液量の多い期間に光照射することにより発生した光音響波の受信信号を、記憶部１９２から読み出す。一方、演算部１９１は、血液量の多い期間以外に光照射することにより発生した光音響波の受信信号を、記憶部１９２から読み出さない。
【００６５】
本ステップにおいて抽出される信号は、心室収縮により血液量が増大したタイミングに発生した光音響波の受信信号となる。そのため、抽出された信号には、Ｓ／Ｎの高い信号が多く含まれることとなる。
【００６６】
光の速度は、光音響波の速度と比べると桁違いに速いため、パルス光１１２が照射されたタイミングに関心領域内の各位置で同時に光音響波が発生したとみなすことができる。本明細書においては、パルス光１１２を被検体１２０に照射したタイミングを、そのパルス光１１２による光音響波が発生したタイミングとする。
【００６７】
また、典型的に、Ｒ波の発生タイミングからＴ波の発生タイミングまでの時間ｔ１は、０．３秒間以上、０．４５秒間以下の時間であることが知られている。そのため、演算部１９１は、血液量が多い期間として、Ｒ波の発生タイミングから時間ｔ２が経過後、０．３秒以上、０．４５秒以下の所定の時間に発生した光音響波の受信信号を記憶部１９２から読み出してもよい。
【００６８】
ここで、演算部１９１が、心電図信号からＲ波やＴ波などの特定の波の発生タイミングを検知することができる。例えば、演算部１９１が、所定の振幅よりも大きい心電図信号の波をＲ波として検知することができる。また、例えば、演算部１９１が、心電図信号に対して記憶部１９２に保存されたＲ波やＴ波のテンプレート波形とのテンプレートマッチングを行い類似度の高い波をＲ波やＴ波として検知することができる。なお、特定の波を検知する方法としては、Ｒ波やＴ波などの特徴的な波形を検知することができれば、どのような方法であってもよい。
【００６９】
なお、Ｒ波が発生してから、心臓と関心領域との間の血管長を血流速で割った値の時間後に、関心領域に心室収縮に対応する血流が到達する。そのため、演算部１９１は、Ｒ波の発生タイミング、心臓と関心領域との間の血管長の情報、および血流速の情報に基づいて、被検体情報の取得に使用すべき信号の抽出開始タイミングを決定することができる。ただし、上記のように使用すべき信号の抽出開始タイミングを決定するには、被検体毎に心臓と関心領域との距離や血流速を測定する必要があるため、装置規模が大きくなる可能性がある。
【００７０】
そこで、抽出開始のタイミングについては、関心領域の部位ごとに予め決定されたものの中から選択することが好ましい。すなわち、記憶部１９２は、関心領域の部位の種類と、遅延時間ｔ２との関係テーブルを有することが好ましい。また、光音響装置が、ユーザーが関心領域の部位の種類を入力することができるように構成された入力部１７０を有していることが好ましい。例えば、入力部１７０は、表示部１８０に表示された複数種類の部位から、ユーザーが関心領域の部位の種類を選択できるように構成することなどができる。そして、演算部１９１は、入力部１７０によって入力された部位の種類に対応する遅延時間ｔ２を記憶部１９２に格納された関係テーブルから読み出すことができる。演算部１９１は、心電図信号からＲ波の発生タイミングを検知し、そのタイミングから記憶部１９２から読み出した遅延時間ｔ２が経過した後に発生した光音響波の受信信号の中から所望の信号を抽出することができる。
【００７１】
なお、ここでは、遅延時間ｔ２を決定するために必要な情報として、関心領域の部位の種類を用いて説明したが、遅延時間ｔ２を決定するために必要な情報はこれに限らない。例えば、関心領域の部位の種類が同じであっても、被検体の年齢などによっても遅延時間ｔ２は変わると考えられる。そのため、入力部１７０は、部位の種類の他に、被検体の年齢などの情報を入力することができるように構成されていることが好ましい。すなわち、入力部１７０は、少なくとも関心領域の部位の種類を入力できるように構成されていることが好ましい。そして、制御部１９３は、入力された被検体の年齢などの情報に対応する遅延時間ｔ２を関係テーブルから読み出すことが好ましい。
【００７２】
また、光音響装置のターゲット部位が予め決まっている場合は、記憶部１９２が、予め求められた遅延時間ｔ２の情報を保存していることが好ましい。そして、演算部１９１が、心電図信号からＲ波の発生タイミングを検知し、そのタイミングから記憶部１９２に格納された遅延時間ｔ２後に発生した光音響波の受信信号の中から所望の信号を抽出することができる。
【００７３】
なお、Ｒ波の発生タイミングから関心領域に心室収縮に対応した血流が到達するまでの期間を無視できる場合は、Ｒ波の発生タイミングを抽出開始タイミングとしてもよい。すなわち、この場合、遅延時間ｔ２＝０としてもよい。
【００７４】
なお、本実施形態では、Ｒ波の発生タイミングから遅延時間ｔ２が経過後の心室収縮期の時間ｔ１の間、血液量が増大すると考え、受信信号の抽出タイミングを設定したが、抽出タイミングの設定はこの形態に限らない。例えば、時間ｔ１は心室の収縮期の時間に相当するが、貯留血液量などによっては時間ｔ１が経過する前に血液の送り出しの大半が完了する場合が考えられる。すなわち、心室の収縮期の時間と血液の送り出しに要する時間とが一致しない場合が考えられる。この場合、時間ｔ１よりも短い時間の間だけ、血液量が増大する可能性が考えられる。この場合は、処理部１９０は、Ｒ波の発生タイミングから遅延時間ｔ２が経過後、時間ｔ３が経過するまでに発生した光音響波の受信信号の少なくとも一部を使用して被検体情報を取得することが好ましい。すなわち、処理部１９０は、Ｒ波の発生タイミングから遅延時間ｔ２が経過後、電圧印加時間ｔ１が経過するまでに得られた受信信号のうち、時間ｔ１の半分の時間が経過するまでに得られた受信信号を多く使用することが好ましい。
【００７５】
また、例えば、Ｒ波の発生タイミングから遅延時間ｔ２が経過後の時間ｔ１の間であっても、血液量の増大が十分に大きくないタイミングにおいては、取得される受信信号のＳ／Ｎが十分に大きくない場合も考えられる。そこで、演算部１９１は、Ｒ波の発生タイミングから遅延時間ｔ２が経過後の電圧印加時間ｔ１の間、かつ、振幅が所定の値よりも大きい受信信号を抽出することが好ましい。これにより、血液量が増大する期間の中で、特にＳ／Ｎが高い受信信号を選択的に抽出することができる。
【００７６】
なお、図３（ｄ）に示すシーケンスは、図３（ａ）〜（ｃ）に示すシーケンスと並列してリアルタイムに実行されるだけではなく、全期間における図３（ａ）〜（ｃ）のシーケンスが完了した後に実行されてもよい。
【００７７】
本実施形態では、記憶部１９２に保存された複数の時系列の受信信号の中から所望の信号を抽出したが、所望の信号を選択的に使用して被検体情報を取得できる限り、この方法に限らない。例えば、音響波受信部１３０から出力されたアナログの電気信号のうち、血液量の少ないときに発生した光音響波の受信信号に対応するものについては記憶部１９２に保存しないこともできる。その結果、記憶部１９２には、血液量の多いときに発生した光音響波の受信信号が選択的に保存される。そして、演算部１９１は、記憶部１９２に保存された血液量の多いときに発生した光音響波の受信信号を選択的に使用して被検体情報を取得してもよい。
【００７８】
（Ｓ４００：抽出された受信信号に基づいて関心領域における被検体情報を取得するステップ）
本ステップでは、演算部１９１が、Ｓ３００で抽出された受信信号に基づいて、関心領域における被検体情報を取得する。本実施形態では、演算部１９１は、関心領域内の各位置での光音響波の発生音圧情報、すなわち初期音圧分布を被検体情報として算出し、記憶部１９２に保存する。
【００７９】
本ステップで得られた初期音圧分布は、Ｓ３００において抽出されたＳ／Ｎの高い信号に基づいて算出されるため、精度は高い。そのため、演算部１９１が、記憶部１９２に格納された初期音圧分布の画像を表示部１８０に表示させると、解像度やコントラストなどの画質が高い画像をユーザーに提供することができる。
【００８０】
なお、演算部１９１は、関心領域内の各位置に到達したパルス光１１２の光フルエンス、すなわち光量分布を算出してもよい。本実施形態では、演算部１９１は、非特許文献１に記載された光拡散方程式を解くことにより、パルス光１１２の関心領域内の光量分布の情報を取得し、記憶部１９２に保存することができる。なお、関心領域内の光量分布を取得できる限り、演算部１９１はいかなる手法により光量分布を取得してもよい。
【００８１】
続いて、演算部１９１は、記憶部１９２に保存された、関心領域内の初期音圧分布および光量分布を用いて、式（１）にしたがって関心領域内の光吸収係数分布を被検体情報として取得してもよい。
【００８２】
なお、本ステップにおいて、演算部１９１は、Ｓ３００にて抽出された信号のうち、１パルスの光照射によって得られた時系列の受信信号から１フレームの被検体情報を取得してもよい。また、演算部１９１は、Ｓ３００にて抽出された信号のうち、複数回の光照射によって得られた複数の時系列の受信信号から１フレームの被検体情報を取得してもよい。すなわち、演算部１９１は、血液量が多いときに発生した光音響波の受信信号の少なくとも一部を使用して被検体情報を取得すればよい。
【００８３】
以上の被検体情報取得方法により、血管内の血液量による、取得される被検体情報の精度への影響を抑制することができる。
【００８４】
なお、本実施形態に係る光音響装置は、異なる波長の光を用いて上記の各ステップを行うことにより、同様に光吸収係数分布を取得することもできる。そして、演算部１９１は、互いに異なる複数の波長の光に対応する複数の光吸収係数分布を用いて、被検体１２０を構成する物質の濃度分布の情報を被検体情報として取得することもできる。
【００８５】
ただし、単一の光源を用いて複数の波長のそれぞれの光を発生される場合、波長を切り替える際に時間を要する場合がある。ここで、血液量が多い状態のときに波長の切り替えを行うと、血液量が多い状態の間に光照射することのできる回数が低下し、被検体情報の精度の低下を招く可能性がある。そこで、血液量の少ない状態のときに波長の切り替えを行うことが好ましい。例えば、あるＲ波から次のＲ波までを１周期としたときに、心電図信号のある１つの周期の間に、光照射部１１０は、第一の波長λ１の光を照射する。続いて、その周期の血液量が少ない期間に、光源１１１内の波長可変機構を駆動して、光源１１１が第二の波長λ２の光を発生できる状態とさせる。続いて、次の周期内で、光照射部１１０は、第二の波長λ２の光を被検体１２０に照射する。
【００８６】
このように、血液量が少なく、受信信号を使用しないと定めている期間に波長の切り替えを行うことができる。これにより、血液量が多く、受信信号を使用すべきと定めている期間における光照射回数を減少させることなく、効率良く複数の波長の光を血液量の多い状態のときに照射することができる。また、本実施形態において、被検体情報の取得のために抽出することのできる信号を効率的に確保することができるため、効率的に被検体情報の取得精度を向上させることができる。
【００８７】
以上で説明したように、本実施形態では、被検体の拍動に伴って複数回繰り返される血液量の変動周期の、各変動周期内の共通する期間に取得された複数の受信信号に基づいて被検体情報を取得している。タイミングの揃った受信信号から被検体情報を取得しているため、血液量の変動による、取得される被検体情報への影響を抑制することができる。特に、本実施形態のように変動周期内でも血液量が多い期間に取得された受信信号を使うため、被検体情報の精度が高い画像が得られる。
【００８８】
［実施形態２］
次に、実施形態２について説明する。
【００８９】
実施形態１では、血液量が多い期間に取得した受信信号のみから被検体情報を生成したが、ユーザは、血液量が少ない期間の被検部も観察したいという要望を持つことが考えられる。そこで、本実施形態では、実施形態１では被検体情報の取得に使わなかった、血液量が少ない期間に得られた受信信号を取得し、これに基づいて被検体情報を取得する場合を説明する。
【００９０】
本実施形態に係る光音響装置の構成は、実施形態１で説明した構成と同じである。
【００９１】
次に、本実施形態に係る光音響装置が被検体情報を取得するフローを、図４を用いて説明する。Ｓ１００、Ｓ２００は実施形態１と同じである。
【００９２】
（Ｓ５００：心電図信号に基づいて関心領域における血液量が多いときに得られた受信信号を受信信号１、その他のタイミングで得られた受信信号を受信信号２として抽出するステップ）
本ステップでは、被検体情報取得部としての演算部１９１が、Ｓ１００で得られた複数回の光照射に対応する複数の時系列の受信信号から、Ｓ２００で得られた心電図信号に基づいて、被検体情報の取得に用いる信号を抽出する。
【００９３】
演算部１９１は、心電図取得部１５０により得られた心電図信号に基づいて、関心領域における血液量が多い期間を推定する。そして、演算部１９１は、その期間に発生した光音響波の受信信号を記憶部１９２から受信信号１として読み出す。一方、演算部１９１は、関心領域における血液量が少ないタイミングに発生した光音響波の受信信号については、記憶部１９２から受信信号２として読み出す。すなわち、演算部１９１は、図３（ｄ）の「ｒｅａｄ」のときに得られた受信信号を第１の受信信号として抽出し、「ｒｅａｄ」でないときに得られた受信信号を第２の受信信号として抽出する。このように、複数の受信信号に分けて抽出したそれぞれの受信信号を受信信号グループと呼ぶ。
【００９４】
本ステップにおいて抽出される信号は、心室収縮により血液量が増大したタイミングに発生した光音響波と、心室拡大により血液量が減少したタイミングに発生した光音響波をそれぞれ別の受信信号として読み出す。そのため、各受信信号グループ内で、それぞれの信号が発生した時点での血液量のばらつきは小さくなる。
【００９５】
（Ｓ６００：抽出された第１の受信信号、第２の受信信号に基づいて関心領域における被検体情報を取得・表示する）
本ステップでは、演算部１９１が、Ｓ５００で抽出された第１および第２の受信信号のそれぞれに基づいて、関心領域における被検体情報を取得する。本実施形態では、演算部１９１は、関心領域内の各位置での光音響波の発生音圧情報、すなわち初期音圧分布を被検体情報として算出し、記憶部１９２に保存する。
【００９６】
実施形態１でも説明したように、被検体情報は、初期音圧分布に限らず、光吸収係数分布や、被検体１２０を構成する物質の濃度分布の情報であってもよい。
【００９７】
光吸収係数分布や、物質の濃度分布は、複数回のレーザ照射によって求めた数値を平均化して、数値のＳ／Ｎを高めるという方法が知られている。一方、光吸収係数分布や、物質の濃度分布はヘモグロビンの量に比例するため、血液量に比例すると言える。よって、血管中の血液量に無関係に取得した複数の受信信号から得られた被検体情報を平均化したものよりも、第１の受信信号と第２の受信信号のそれぞれから得られた被検体情報をそれぞれ平均化したものの方が、より血液量のばらつきが小さい状態の被検体情報を得られる。
【００９８】
次に、図５を参照しながら、得られた被検体情報の表示方法について説明する。
【００９９】
領域２２０は、第１の受信信号から生成された初期音圧分布の画像を表示する領域であり、領域２２１は、第２の受信信号から生成された初期音圧分布の画像を表示する領域である。初期音圧分布は、一般に３Ｄ画像として得られるため、表示に際しては、３Ｄ画像を表示してもよいし、３Ｄ画像のある断面や、ある範囲のＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）画像などを表示してもよい。
【０１００】
領域２００は、第１の受信信号として抽出する範囲と第２の受信信号として抽出する範囲とを表示する領域である。範囲２０４は、実施形態１で説明した時間ｔ２を表す範囲であり、範囲２０５は実施形態１で説明した時間ｔ１を表す範囲である。範囲２０１は、Ｐ波の開始と、Ｒ波の頂点から時間ｔ２経過した時間との間の期間を表し、第２の受信信号として抽出される範囲である。範囲２０２は、時間ｔ１を表し、第１の受信信号として抽出される範囲である。範囲２０３は、時間ｔ１の終わりからＰ波の開始までを表し、第２の受信信号として抽出される範囲である。領域２００の背景には典型的な心電図波形を表示し、ユーザに分かりやすくしてもよい。また、実際に心電図取得部１５０で取得した直近の心電図波形を表示してもよい。なお、典型的な心電図の波形や直近の心電図波形は、領域２００と並べて表示してもよい。
【０１０１】
アイテム２１０は、時間ｔ１を入力・変更できるＵＩパーツである。アイテム２１１は、時間ｔ２を入力・変更できるＵＩパーツである。アイテム２１０、アイテム２１１の変更に連動して範囲２０５、範囲２０４の幅を変更してもよい。また、アイテム２０１、アイテム２１１の変更に連動して、新しく設定された時間ｔ１、時間ｔ２に基づきステップ５００の第１および第２の受信信号の抽出処理を再度実行する。さらに、被検体情報を取得しなおし、領域２２０、領域２２１に表示する画像を更新する。図５に示す例では、アイテム２１０として示された上下の三角形をユーザが選択すると、テキストボックス内に示された時間ｔ１の長さが更新されるとともに、領域２００上にも時間ｔ１を示す点線間の距離が変更される。ユーザは、テキストボックスに直接数字を入力してもよいし、領域２００内の点線をマウス等でドラッグすることにより、時間ｔ１の開始および終了時刻を決めることで時間ｔ１の範囲の設定を行ってもよい。時間ｔ２も時間ｔ１と同様の手法で設定すればよい。
【０１０２】
なお、表示する被検体情報は初期音圧分布に限らず、光吸収係数分布や、物質の濃度分布でもよい。
【０１０３】
なお、本実施形態では心電図波形の１周期を被検部に血液量が多い期間（図５中、（１）で示した期間）と血液量が少ない期間（図５中、（２）で示した期間）の２つに分けた場合の例を説明したが、１周期を３以上の区間に分けてもよい。１周期をより多くの区間に分けるほど、各区間内での血液量のばらつきは小さくなるため、より均一な信号レベルの受信信号が得られる。一方、心電図波形の分割数を多くすると、各区間で得られる受信信号の数が少なくなるので、それらを平均化することによるＳ／Ｎ向上の効果は小さくなる。このトレードオフを鑑みて１周期をいくつに分割するのかを決めるのが望ましい。
【０１０４】
なお、本実施形態では第１の受信信号に基づく画像と第２の受信信号に基づく画像を並べて表示したが、他の表示方法でもよい。一例としては、２つの画像を重畳して表示することも考えられる。また、画像を交互に表示してもよい。心電図波形の分割数を増やすと動画のように表示することができる。これは、複数照射によって得られた受信信号を平均化した画像を順次表示することになるので、レーザの１照射によって得られた受信信号から得られた初期音圧分布を順に動画のように表示したものよりも、Ｓ／Ｎの高い画像に基づく動画をユーザに提供することができる。
【０１０５】
なお、本実施例では、光音響波信号と心電図信号とを取得し終えた後に、被検体情報の取得および表示を行っているが、光音響波信号と心電図信号とを取得しながら、被検体情報の取得および表示をリアルタイムに行ってもよい。また、被検体情報の取得および表示をリアルタイムに行う場合には、取得開始からの光音響波信号と心電図信号とをすべて使用せずに、一部の光音響波信号と心電図信号とを使用してもよい。例えば、現時刻からある時間だけさかのぼった時刻から現時刻までの間に取得された光音響波信号と心電図信号とを使用することが考えられる。このようにすることによって、被検体が動いてしまった場合にも、より正確な被検体情報を得ることができる。
【０１０６】
以上で説明した実施形態２によれば、実施形態１と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態によれば、血液量の変動周期のうちの異なる期間毎の被検体情報をユーザに提供することができる。動脈は血液量が増えるタイミングで拍動しており、これら複数の被検体情報を比較することで、動脈と静脈を見分けることができると考えられる。
【０１０７】
［その他］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明は上記特定の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で実施形態の修正をすることができる。
【０１０８】
たとえば、上記では、測定部位の血液量の増減を把握する血液情報取得部として、心電計を利用する場合を説明したが、被検体の拍動を測定するその他の手段によって測定部位の血液量を把握してもよい。たとえば、赤外線による脈拍計を用いても良い。
【符号の説明】
【０１０９】
１１０  光照射部
１２０  被検体
１３０  音響波受信部
１５０  心電図取得部
１９０  処理部
【図１】
0006614910.tif 000002
【図２】
0006614910.tif 000003
【図３】
0006614910.tif 000004
【図４】
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【図５】
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