(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体への光照射に起因して前記被検体から伝搬した音響波に基づく電気信号から、互いに異なる第１および第２の周波数帯域の信号成分を抽出する抽出処理部と、
前記抽出処理部が抽出した前記第１の周波数帯域の信号成分に基づく第１の画像信号、前記抽出処理部が抽出した前記第２の周波数帯域の信号成分に基づく第２の画像信号、および前記電気信号に基づく第３の画像信号を生成する画像信号生成部と、
前記第１および第２の画像信号の信号強度に基づいて前記第３の画像信号の信号強度を重みづけする重みづけ処理部と、
を有し、
前記重みづけ処理部は、前記第１および第２の画像信号の信号強度の比を生成する、
被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記重みづけ処理部は、前記第１および第２の画像信号の信号強度の比が、発散する場合に、前記信号強度の比を補正する
請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記重みづけ処理部は、前記第１および第２の画像信号の信号強度のうち、分母とする方に補正値を加えたのちに、前記信号強度の比を算出する
請求項２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記重みづけ処理部は、前記比を前記第３の画像信号の信号強度に乗算する
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記第３の画像信号は、前記第１および第２の画像信号とは異なる
請求項１乃至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】
前記第３の画像信号は、前記抽出処理部が前記電気信号から抽出した第３の周波数帯域の信号成分に基づく
請求項５に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記第３の画像信号は、前記電気信号を前記抽出処理部を介させることなく得られた信
号である
請求項５に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記第３の画像信号は、前記第１もしくは第２の画像信号である
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
前記画像信号生成部は、前記電気信号の前記第１および第２の周波数帯域を含む周波数帯域の信号成分に基づいて前記第３の画像信号を生成する
請求項１乃至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】
前記第１の周波数帯域の少なくとも一部は前記第２の周波数帯域の一部と重なる
請求項１乃至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】
前記第１の周波数帯域は前記第２の周波数帯域と重ならない請求項１乃至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】
前記抽出処理部は、前記第１の周波数帯域の信号成分の強度が前記第１の周波数帯域の中心周波数から離れるほど小さくなるように抽出するとともに、前記第２の周波数帯域の信号成分の強度が前記第２の周波数帯域の中心周波数から離れるほど小さくなるように抽出する
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１３】
前記抽出処理部は、前記第１の周波数帯域の信号成分の強度を前記第１の周波数帯域の全域に亘って均一に抽出するとともに、前記第２の周波数帯域の信号成分の強度を前記第２の周波数帯域の全域に亘って均一に抽出する
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１４】
前記抽出処理部は、前記第１の周波数帯域以外の周波数帯域の信号成分をカットオフして前記第１の周波数帯域の信号成分を抽出するとともに、前記第２の周波数帯域以外の周波数帯域の信号成分をカットオフして前記第２の周波数帯域の信号成分を抽出する
請求項１３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１５】
前記抽出処理部は、前記第１および第２の周波数帯域の信号成分のうち中心周波数が小さい方を抽出するローパスフィルタと、前記中心周波数が大きい方を抽出するハイパスフィルタとを有する
請求項１４に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１６】
被検体への光照射に起因して前記被検体から伝搬した音響波に基づく電気信号から第１の周波数帯域の信号成分を抽出する抽出処理部と、
前記抽出処理部が抽出した前記第１の周波数帯域の信号成分に基づく第１の画像信号、前記電気信号に基づき前記抽出処理部を介さずに得られた第２の画像信号、および、前記電気信号に基づいて得られた第３の画像信号、を生成する画像信号生成部と、
前記第１および第２の画像信号の信号強度に基づいて前記第３の画像信号の信号強度を重みづけする重みづけ処理部と、
を有し、
前記重みづけ処理部は、前記第１と第２の画像信号の比を生成する、
被検体情報取得装置。
【請求項１７】
前記重みづけ処理部は、前記比を前記第３の画像信号に乗算する
請求項１６に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１８】
前記第３の画像信号は、前記抽出処理部が前記電気信号から抽出した第３の周波数帯域の信号成分に基づく
請求項１６または１７に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１９】
前記第３の周波数帯域は、前記第１の周波数帯域である
請求項１８に記載の被検体情報取得装置。
【請求項２０】
前記第３の画像信号は、前記電気信号を前記抽出処理部を介させることなく得られた信号である
請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項２１】
前記第１および第２の周波数帯域を入力するための入力部をさらに有する
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項２２】
前記入力部を介して入力された前記第１および第２の周波数帯域により、強調される被検体の内部の構造体の太さを表示部に表示させる
請求項２１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項２３】
前記被検体にから伝搬した音響波を受信して前記電気信号を生成する受信部をさらに有する
請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項２４】
前記被検体に光を照射する照射部をさらに有する
請求項１乃至２３のいずれか１項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および被検体に関する画像の表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エックス線、超音波、ＭＲＩ（核磁気共鳴法）を用いた被検体情報取得装置であるイメージング装置が医療分野で多く使われている。一方、レーザーなどの光源から被検体である生体に光を照射し、伝搬させることで、被検体情報である生体内の情報を得る光イメージング装置の研究が医療分野で積極的に進められている。このような光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。
【０００３】
光音響イメージングとは、以下のような技術である。すなわち、光源から発生したパルス光を被検体に照射する。そして、被検体内で伝搬・拡散した光のエネルギーを吸収した光吸収体である生体組織で発生した音響波（光音響波ともいう）を検出する。そして、その信号を解析処理し、被検体内部の光学特性値（被検体情報の一つ）に関連した情報を可視化するものである。
【０００４】
ところで、生体に対して血液が吸収する光を照射した場合、血管をイメージングすることが可能となる。例えば、被検体に対する光照射により被検体内で生じた光音響波の検出信号を低周波数成分と高周波数成分とに分割し、高周波数成分からなる画像を用いて低周波数成分からなる画像を補正した光音響像を生成することが提案されている（特許文献１）。また、光音響像に対しては、空間周波数処理を行う技術が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３３３８６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、血管は、生体内で様々な太さのものがある。このような構造物に対しては、光音響波イメージングを行うと、太いものが明るく細いものは暗くなる傾向がある。その結果、細い血管の視認性を阻害する要因となっていた。
また、特許文献１では、高周波数成分からなる画像を元に低周波数成分からなる画像を補正するため、細い血管の視認性向上は期待できない。特許文献２では、画像に対して空間周波数処理を行うため、血管の構造として典型的な円柱形状のシグナルを正しく画像再構成することは難しい。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑み、構造物を選択的に強調できる被検体情報取得装置および被検体に関する画像の表示方法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】
【０００８】
上記課題を達成するため、本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、被検体への光照射に起因して前記被検体から伝搬した音響波に基づく電気信号から、互いに異なる第１および第２の周波数帯域の信号成分を抽出する抽出処理部と、前記抽出処理部が抽出した前記第１の周波数帯域の信号成分に基づく第１の画像信号、前記抽出処理部が抽出した前記第２の周波数帯域の信号成分に基づく第２の画像信号、および前記電気信号に基づく第３の画像信号を生成する画像信号生成部と、前記第１および第２の画像信号の信号強度に基づいて前記第３の画像信号の信号強度を重みづけする重みづけ処理部と、を有し、前記重みづけ処理部は、前記第１および第２の画像信号の信号強度の比を生成する、被検体情報取得装置である。
【０００９】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、被検体への光照射に起因して前記被
検体から伝搬した音響波に基づく電気信号から第１の周波数帯域の信号成分を抽出する抽出処理部と、前記抽出処理部が抽出した前記第１の周波数帯域の信号成分に基づく第１の画像信号、前記電気信号に基づき前記抽出処理部を介さずに得られた第２の画像信号、および前記電気信号に基づく第３の画像信号を生成する画像信号生成部と、前記第１および第２の画像信号の信号強度に基づいて前記第３の画像信号の信号強度を重みづけする重みづけ処理部と、を有し、前記重みづけ処理部は、前記第１と第２の画像信号の比を生成する、被検体情報取得装置である。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、本発明によれば、構造物を選択的に強調できる被検体情報取得装置および被検体に関する画像の表示方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の被検体情報取得装置の実施例１を示すブロック図
【図２】実施例１の被検体情報取得装置の機能を示すフローチャート
【図３】実施例１のデジタル信号の周波数と、画像データの輝度値との関係図
【図４】実施例１の再構成された画像データを示す図
【図５】本発明の被検体情報取得装置の実施例２を示すフローチャート
【図６】実施例２のフィルタ回路が抽出する周波数帯域を示す図
【図７】実施例２の再構成画像データ及び強調画像信号に基づく表示画像を示す図
【図８】本発明の被検体情報取得装置の実施例３のフィルタ回路の機能を示す図
【図９】本発明の被検体情報取得装置の実施例４のフィルタ回路の機能を示す図
【図１０】本発明の被検体情報取得装置の実施例５のフィルタ回路の機能を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。ただし、以下に記載されている詳細な計算式、計算手順などは、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。
本発明の被検体情報取得装置には、被検体（例えば乳房、顔、手の平等）に近赤外線等の光（電磁波）を照射することにより被検体内で発生した音響波を受信して、被検体情報を画像データとして取得する光音響効果を利用した装置を含む。
光音響効果を利用した装置の場合、取得される被検体情報とは、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。物質の濃度分布とは、例えば、酸素飽和度分布、トータルヘモグロビン濃度分布、酸化・還元ヘモ
グロビン濃度分布などである。
また、複数位置の被検体情報である特性情報を、２次元または３次元の特性分布として取得しても良い。特性分布は被検体内の特性情報を示す画像データとして生成され得る。本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、超音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。音響波検出器（例えば探触子）は、被検体内で発生した音響波を受信する。
【００１４】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例１を示すブロック図である。実施例１の被検体情報取得装置１００（以下「装置１００」と略称する）は、探触子１（受信部に対応する）、音響波検出素子２、照射光学系３（照射部に対応する）、伝送系４、光源５を有する。装置１００は、さらに、システム制御部６、受信回路系７、フィルタ回路８（抽出処理部に対応する）、画像再構成部９（画像信号生成部に対応する）、データ値比較部１０、強調画像信号作成回路１１（重みづけ処理部に対応する）、画像表示系１２（表示部に対応する）を有する。
【００１５】
光源５は、システム制御部６からの制御信号に基づいてパルス光を照射するものである。照射光学系３は、光源５から発生されたパルス光を所望の光形状に形成するとともに、その形成した光を被検体１３に照射するものである。光源５が発生する光は、パルス幅が１０〜１００ｎｓｅｃ程度のパルス光としても良い。このようにすることで、効率的に光音響波を発生させることができる。光源５は、大出力が得られるレーザーが好ましいが、これに限られず、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ようにしても良い。光源５に用いるレーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザ、色素レーザー、半導体レーザーなど種々のレーザーが適用できる。光源５で発生する光の波長は、被検体１３内部まで光が伝搬する波長であることが好ましく、例えば、被検体１３が生体の場合、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下としても良い。また、これに限られず、光源５に用いるレーザーは、出力が強く連続的に波長を変えられるものであって、例えばＮｄ：ＹＡＧ励起のＴｉ：ｓａレーザーや、アレキサンドライトレーザーがでも良い。また、光源５では、異なる波長の単波長レーザーを複数保有するようにしても良い。
【００１６】
伝送系４は、光源５からのパルス光を照射光学系３まで伝送するものである。被検体１３内の光吸収体（新生血管、癌等）は、上記のように被検体１３に照射された光のエネルギーを吸収することで光音響波を発生する。伝送系４は、例えば、複数の中空の導波管を、ミラーを内包した関節によって接続して構成され、この導波管内を光が伝搬可能に構成される多関節アームや、ミラーやレンズなどの光学素子により空間中を伝搬させて導光するものを用いるようにしても良い。また、伝送系４は、バンドルファイバから構成されても良い。
【００１７】
探触子１は、音響波検出素子２を複数配列して構成されており、音響波検出素子２は、被検体１３から伝搬してくる光音響波を受信して、その光音響波を電気信号（受信信号）に変換する。音響波検出素子２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を用いるようにしても良い。また、これに限られず、音響波を受信できるものであれば、どのようなものを用いても良い。音響波検出素子２は、複数の例えばピエゾ素子等を１次元、２次元、または立体的に配置して構成されるものであっても良い。このような複数のピエゾ素子等（音響波を受信可能な素子であればどのようなものでも良い）を多次元に配置して構成される音響波検出素子２を用いることで、同時に複数の位置で音響波を受信することができるため、測定時間を短縮できる。
【００１８】
探触子１では、複数の音響波検出素子２を立体的に配置する場合は、それぞれの音響波検出素子２の最も受信感度の高い方向が被検体１３内の一定の領域に向かう（集中する）
ように配置するようにしても良い。例えば、複数の音響波検出素子２を略半球面形状に沿って配置するようにしても良い。音響波検出素子２は、さらに、その変換した電気信号を探触子１の出力端から後段の受信回路系７に送出する。
【００１９】
受信回路系７は、探触子１から出力された受信信号にサンプリング処理や増幅処理を施し、デジタル信号（デジタル化された後の受信信号）に変換してフィルタ回路８に送出する。また、後述の画像強度の補正（重みづけ）を、フィルタ処理していないデジタル信号に基づく再構成画像に対して行う場合は、受信回路系７からのデジタル信号を直接画像再構成部９にも入力する。受信回路系７は、例えば、オペアンプ等の信号増幅器や、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）等から構成される。
【００２０】
フィルタ回路８では、受信回路系７から入力されたデジタル信号を、システム制御部６により指定された周波数帯域でフィルタ処理を行うとともに、そのフィルタ処理して構成した所定の周波数帯域の信号成分から形成される信号を画像再構成部９に送出する。このフィルタ処理は、システム制御部６により指定された所定の周波数帯域以外をカットオフするものでも良いし、所定の周波数帯域以外の信号成分を減衰させるようにして所定の周波数帯域の信号成分を抽出するようにしても良い。フィルタ回路８では、この場合、その所定の周波数帯域の中心周波数から離れるにつれて徐々に信号成分を低減させるように所定の周波数帯域の信号成分を抽出しても良い。フィルタ回路８では、所定の周波数帯域以外の信号成分を低減して抽出する場合には、その所定の周波数帯域の中心周波数から離れる周波数の信号成分ほど大きく減衰するように抽出しても良い。また、フィルタ回路８で抽出する信号成分の周波数帯域は、観察対象物（血管等）の太さに応じて適宜決定するようにしても良い。この場合には、生体内で発生する光音響波の周波数は、光吸収体の大きさに依存することを考慮して決定するようにしても良い。さらに、この光音響波の周波数は、光吸収体が球状の場合には、光音響波がＮ型形状で発生することを利用して求めても良い。すなわち、この光音響波の周波数は、Ｎ型形状の時間幅ｔの逆数を取ることにより求めるようにしても良い。この時間幅ｔは、装置１００のＣＰＵ等により光吸収体の直径ｄが音速ｃで除算されることで求められるようにしても良い。
【００２１】
画像再構成部９は、フィルタ回路８から送出された信号データを用いて、画像再構成処理をする。この画像再構成とは、たとえばＦｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）などを用いて被検体１３内部の光音響波の初期音圧分布ｐ（ｒ）を算出する処理である。Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）は、例えば、以下の式（１）で表わされるものを用いた画像再構成方法である。
【数１】
0006732476.tif 000002
・・・（式１）
【００２２】
上記式１は、検出器のサイズｄＳ０、再構成に用いた開口のサイズＳ０、それぞれ音響波検出素子で受信された信号ｐｄ（ｒ，ｔ）、受信時間ｔ、およびそれぞれの音響波検出素子の位置ｒ０からなるものである。
【００２３】
画像再構成部９は、上記画像再構成処理を行うことにより生成した再構成データを、データ値相違検出部１０あるいは強調画像信号作成回路１１に送出する。画像再構成部９は、受信回路系７からのフィルタ処理していないデジタル信号に基づく画像再構成を行い、
得られた再構成画像に対して、後述の強調画像作成回路１１が強度重みづけを行う。この場合は、受信回路系７から直接入力されるデジタル信号に対しても画像再構成処理を行うことで非フィルタリング画像データを生成し、この画像データを強調画像作成回路１１へ送出する。この場合には、この画像データは、強調画像作成回路１１により強度が重みづけされるものである。画像再構成部９は、例えば、ＣＰＵ（マルチコアＣＰＵを含む）やＦＰＧＡ、ワークステーション、またはハードウェアにより構成されても良い。
【００２４】
データ値相違検出部１０では、画像再構成処理によって生成された２つの画像データを用いて、その２つの画像データ間での強度（輝度値、コントラスト値等）の違いに基づく値である強度相違値分布情報を算出する。なお、これに限られず、データ値比較部１０では、3つ以上の画像データ間での強度の違いに基づく値を算出するようにしても良い。デ
ータ値比較部１０は、例えば、ＣＰＵ（マルチコアＣＰＵを含む）やＦＰＧＡ、ワークステーション、またはハードウェアにより構成されても良い。
【００２５】
強調画像信号作成回路１１は、この強度相違値分布情報を用いて2つの画像データのう
ち一方の強度を重みづけ（補正）する。強調画像信号作成回路１１は、この強度重みづけの結果である強度が強調された画像表示用データを画像表示系１２に出力する。画像表示系１２は、ユーザーインターフェースとしての役割を担い、入力された画像表示用データを視認可能な画像として表示する。強調画像信号作成回路１１は、例えば、ＣＰＵ（マルチコアＣＰＵを含む）やＦＰＧＡ、ワークステーション、またはハードウェアにより構成されても良い。
【００２６】
図２は、上記本発明の実施例１における図１のフィルタ回路８から強調画像信号作成回路１１までの機能を示すフローチャートである。フローは、受信回路系７により上記デジタル変換されてデジタル信号が形成されることによりスタートする。ステップＳ２００では、受信回路系７からのデジタル信号がフィルタ回路８および画像再構成部９へ入力信号として入力され、ステップＳ２０１およびステップＳ２０３へ移行する。
【００２７】
ステップＳ２０１では、ユーザーにより不図示のユーザーインターフェース（モニタ等）を介してフィルタ回路８が抽出する周波数帯域が指定される。この時、ユーザーが周波数帯域をモニタ上でキーボード等により手入力しても良いし、複数の選択肢から選択するようにしても良い。複数の選択肢から選択する場合には、あらかじめ細い血管が支配的な周波数帯域（例えば後述の図３の帯域ｆ２）と太い血管が支配的な周波数帯域（例えば後述の図３の帯域ｆ１）とを実験等で求めておき、メモリ等に記憶させておくようにしても良い。そして、そのメモリからユーザーの選択により適宜、抽出したい周波数帯域の設定値を読み出すようにしても良い。以上のようにしてユーザーにより周波数帯域の指示がシステム制御部６に入力されると、システム制御部６からその指示に応じた周波数帯域決定信号がフィルタ回路８に入力される。そして、その入力に基づきフィルタ回路８での時定数等が決定され、抽出する周波数帯域が決定される。そして、その決定された周波数帯域の中心周波数から周波数方向に離れるに従い、徐々に受信回路系７からのデジタル信号の強度が低減されるように信号の抽出が行われる。そして、この周波数帯域の信号成分が抽出され、ステップＳ２０２へ移行する。しかしこれに限られず、その決定された周波数帯域以外の信号成分が低減されるようにしてフィルタ処理が行われるようにしても良い。
【００２８】
なお、ここでユーザーが入力した周波数帯域のフィルタを用いることでどの太さの構造体が強調されるのかを表示しても良い。あらかじめメモリ等に記憶させておいた特定の周波数と強調される構造体の太さとの関係テーブルを参照してもよいし、様々な太さから発生する光音響波に対してユーザーが指定した周波数帯域のフィルタをかけた場合の輝度値を演算し、その結果を太さに対する輝度値変化として表示しても良い。
また、フィルタの周波数帯域を直接指定するのではなく、ユーザーが強調したい血管の
太さを指定することにより、その太さに適したフィルタの周波数帯域を、システム制御部６が自動的に設定するようにしても良い。これは、あらかじめ特定の周波数と強調される構造体の太さとの関係テーブルをメモリ等に記憶させておくことで、実現できる。
【００２９】
ステップＳ２０２で、フィルタ処理されて形成された信号が画像再構成部９に入力され、その入力された信号に基づいて画像再構成部９により画像再構成処理が行われることで、第１の画像データが生成され、ステップＳ２０４へ移行する。ステップＳ２０３で、受信回路系７から送出されたデジタル信号に基づいて画像再構成部９により画像再構成処理が行われることで第２の画像データが生成され、ステップＳ２０４およびステップＳ２０５へ移行する。
【００３０】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０２とステップＳ２０３の処理が実行された後、データ値比較部１０により、以下の除算処理が行われる。すなわち、第１の画像データの座標（ｌ，ｍ，ｎ）における輝度値が第２の画像データの同一の座標（ｌ，ｍ，ｎ）における輝度値で除算される処理である。さらに、この除算処理が、第１の画像データ（第２の画像データ）の全ての座標について行われる。そして、この除算処理が行われることにより第１および第２の画像データ間での信号強度（ここでは輝度値）の違いに基づく値が算出される。また、この信号強度である輝度値の違いに基づく値が、第１の画像データ（第２の画像データ）の座標ごとに算出され、ステップＳ２０５へ移行する。なお、この第１の画像データの座標ごとに算出された信号強度の違いに基づく値のデータ群は、「強度相違値分布情報」としても良い。なお、説明の便宜上、「強度相違値分布情報」はこのデータ群全体のことを称するとともに、このデータ群の各座標における構成要素一つ一つも「強度相違値分布情報」と称するようにする。
【００３１】
なお、これに限られず、第１および第２の画像データは、１次元または２次元画像データであっても良い。また、上記の除算処理結果にオフセット等を付加した値を全座標ごとに取得し、それらのデータ群を「強度相違値分布情報」と定義しても良い。
【００３２】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４およびステップＳ２０３の処理が実行された後に、上記強度相違値分布情報を用いて第２の画像データの強度が重みづけされる。この場合には、第２の画像データの各座標における輝度値に対してそれと同一の座標における強度相違値分布情報（上記構成要素）を乗算する処理が行われる。そして、この乗算処理が第２の画像データの全座標について行われる。それにより第２の画像データの各座標の輝度が強調されることで強調画像信号が形成され、フローを終了する。しかしこれに限られず、強度相違値分布情報を用いて第１の画像データの強度が重みづけされても良い。それにより第１の画像データの各座標の輝度が強調されて強調画像信号が形成されるようにしても良い。また、上記では画像データの強度を輝度値としたが、これに限られず、画像データのコントラスト値等を画像データの強度としても良い。
【００３３】
なお、このようにすることで、フィルタ回路８でのフィルタ処理が少なくて済み、１つの周波数帯域を抽出すれば足りるので処理規模が小さくなり、計算時間および計算コストを低減できる。
【００３４】
次に、血管を選択的に強調する原理を説明する。
図３は、上記本発明の実施例１における受信回路系７から出力されるデジタル信号の周波数と、画像データの輝度値との関係を示す図である。フィルタ回路８は、受信回路系７からの信号のうち、特定の周波数帯域の信号成分を抽出して出力する。画像再構成部９は、この抽出された信号に基づいて画像再構成して画像データを形成する。この画像データの輝度値は、この特定の周波数帯域に含まれる信号成分の強度に基づいて定まるものである。図３では、このことを説明するために太い血管と細い血管との典型的なスペクトルを
示している。図３の一点鎖線は、太い血管のスペクトルを示し、図３の実線は、細い血管のスペクトルを示す。図３では、さらに、太い血管の低周波帯域ｆ１に含まれる近似的なエネルギー量Ｅ１Ｔおよび高周波帯域ｆ２に含まれる近似的なエネルギー量Ｅ２Ｔを示している。図３では、さらに、細い血管の低周波帯域ｆ１に含まれる近似的なエネルギー量Ｅ１ｔおよび高周波帯域ｆ２に含まれる近似的なエネルギー量Ｅ２ｔを示している。図３の場合、太い血管のスペクトルに対して周波数帯域に含まれるエネルギー量の比率（Ｅ２Ｔ／Ｅ１Ｔ）と、細い血管のスペクトルに対して周波数帯域に含まれるエネルギー量の比率（Ｅ２ｔ／Ｅ１ｔ）とは、以下のような関係にある。
（Ｅ２Ｔ／Ｅ１Ｔ）＜（Ｅ２ｔ／Ｅ１ｔ）  ・・・（式２）
【００３５】
すなわち、太い血管のスペクトルに対して周波数帯域に含まれるエネルギー量の比率（Ｅ２Ｔ／Ｅ１Ｔ）は、細い血管のスペクトルに対して周波数帯域に含まれるエネルギー量の比率（Ｅ２ｔ／Ｅ１ｔ）よりも小さいものである。受信回路系７からのデジタル信号における周波数帯域ｆ１に含まれるエネルギー量と、周波数帯域ｆ２に含まれるエネルギー量との比率は、血管の太さに基づいて異なる。このことを利用することにより、血管の太さに対応した周波数帯域を限定的に用いなくとも強度の重みづけに必要な強度の違いに基づく値を求められる。
【００３６】
図４は、実施例１の再構成された画像データを示す図である。図には血管像が含まれる。図４は、低周波帯画像データ４０２および高周波帯画像データ４０４を示す。なお、図４では、低周波帯画像データ４０２および高周波帯画像データ４０４に基づき表示装置に表示させた場合の、それぞれのデータに基づく表示画像を表しているが、説明の便宜上これらの表示画像も画像データと称する。低周波帯画像データ４０２は、受信回路系７から入力されたデジタル信号に対して、図３における周波数帯域ｆ１の信号成分を抽出して形成されるデジタル信号を画像再構成して形成されるものである。高周波帯画像データ４０４は、図３における周波数帯域ｆ２の信号成分を抽出して形成されるデジタル信号を画像再構成して形成されるものである。画像再構成部９で再構成され形成される高周波帯画像データ４０４は、細い血管に対応する輝度値が比較的高くなるものである。これに対して、画像再構成部９で再構成され形成される低周波帯画像データ４０２は、太い血管に対応する輝度値が比較的高くなるものである。
【００３７】
強調画像信号作成回路１１では、この高周波帯画像データ４０４の座標（ｌ，ｍ，ｎ）に割り当てられる輝度値を、低周波帯画像データ４０２の座標（ｌ，ｍ，ｎ）に割り当てられる輝度値で除算する。そうすることにより、強度相違値分布情報αを求めるようにしても良い。強調画像信号作成回路１１は、高周波帯域画像データ４０４の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）における輝度値Ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を、低周波帯域画像データ４０２の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）における輝度値Ｑ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）で除算する。強調画像信号作成回路１１は、その除算をすることで、高（低）周波帯域画像データ４０４（４０２）の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）における強度相違値分布情報α（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を求めるようにしても良い。強調画像信号作成回路１１では、上記の除算処理を各座標（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）（ｋ＝１，２，…，ｎ）に対して行うことにより各座標の強度相違値分布情報αを求めるようにしても良い。すなわち、強調画像信号作成回路１１では、以下の式で表されるような各強度相違値分布情報α（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）を求めるようにしても良い。なお、強調画像信号作成回路１１では、強度相違値分布情報αを、全ての座標について求めず、その一部についてのみ求めるようにしても良い。
α（ｘ１，ｙ１，ｚ１）＝Ｐ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）／Ｑ（ｘ１，ｙ１，ｚ１），
α（ｘ２，ｙ２，ｚ２）＝Ｐ（ｘ２，ｙ２，ｚ２）／Ｑ（ｘ２，ｙ２，ｚ２），
・・・，
α（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）＝Ｐ（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）／Ｑ（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ），
・・・，
α（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）＝Ｐ（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）／Ｑ（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）
・・・（式３）
【００３８】
強調画像信号作成回路１１は、上記の式３に基づき算出した各強度相違値分布情報α（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）を高周波帯域画像データ４０４（以下、高周波帯域画像データ４０４の各座標における強度を「Ｐ０」で表す）に乗じる。そうすることで、強調画像信号作成回路１１は、強調画像信号（以下、強調画像信号の各座標の強度を「Ｐｏｕｔ」と表す）を生成するようにしても良い。強調画像信号作成回路１１は、例えば、以下の式４に基づく演算処理により強調画像信号Ｐｏｕｔを生成するようにしても良い。なお、上記では各強度相違値分布情報α（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）を高周波帯域画像データ４０４の各座標における強度Ｐ０に乗じることで、強調画像信号の各座標の強度Ｐｏｕｔを生成するようにした。しかしこれに限られず、図２を参照しながら説明したように、受信回路系７からのデジタル信号を特定の周波数帯域を抽出することなく、そのまま画像再構成して形成した画像データに各強度相違値分布情報α（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）を乗じることで、強調画像信号を生成するようにしても良い。「そのまま画像再構成して形成した画像データ」とは、例えば、図２におけるステップＳ２０３で生成される画像データのようなものである。
Ｐｏｕｔ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）＝Ｐ０（ｘ１，ｙ１，ｚ１）×α（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、Ｐｏｕｔ（ｘ２，ｙ２，ｚ２）＝Ｐ０（ｘ２，ｙ２，ｚ２）×α（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、・・・、
Ｐｏｕｔ（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）＝Ｐ０（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）×α（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）、・・・、
Ｐｏｕｔ（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）＝Ｐ０（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）×α（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）・・・（式４）
【００３９】
強調画像信号作成回路１１は、上記のように式４に基づき、高周波帯域画像データ４０４の各座標の強度Ｐ０ごとに強度を重みづけするようにしても良い。上記の式３，４を採用する場合には、太い血管の位置に相当する座標に対する強度相違値分布情報αのそれぞれは、細い血管の位置に相当する座標に対する強度相違値分布情報αのそれぞれに比べて値が小さくなる。強調画像信号作成回路１１では、このため、座標における強度Ｐ０に強度相違値分布情報αを乗ずることで、画像データにおける太い血管に相当する座標の輝度を低減させるとともに、細い血管に相当する座標の輝度を高くなるようにする。強調画像信号作成回路１１では、この輝度重みづけ処理（乗算処理）を画像データ４０４の全座標の強度Ｐ０について行うことで強調画像信号を生成し、この強調画像信号を画像表示系１２に送出するようにしても良い。強調画像信号は、この場合、細い血管の輝度が強調され、太い血管の輝度が低減されたものである。なお、これに限られず、強調画像信号作成回路１１では、この輝度重みづけ処理（乗算処理）を画像データ４０４の一部の座標の強度Ｐ０について行うことで強調画像信号を生成しても良い。
【００４０】
画像表示系１２は、この強調画像信号に基づいて細い血管の視認性が向上した画像を表示するものである。
【００４１】
上記のように、装置１００は、太い構造体（太い血管等）と細い構造体（細い血管等）とのスペクトルの強度差を利用することにより、任意の太さを強調した強調画像信号を生成可能である。ここでいう「任意の太さ」とは、本実施例では、細い血管の太さである。
【００４２】
このように本発明を適用することで、様々な太さの構造物に対して、任意の太さの構造物を強調した画像信号を生成するとともに、それを画像として表示し、視認性を向上させた被検体情報（ここでは細い血管の輝度が強調された血管画像）を提供できる。
【００４３】
＜実施例２＞
図５は、実施例２の被検体情報取得装置におけるフィルタ回路８から強調画像信号作成回路１１までの機能を示すフローチャートである。上記同様に、フローは、受信回路系７が、探触子１からの電気信号を上記デジタル変換してデジタル信号を形成することによりスタートする。ステップＳ３００で、受信回路系７からのデジタル信号がフィルタ回路８および画像再構成部９へ入力信号として入力され、ステップＳ３０１、ステップＳ３０２、およびステップＳ３０５へ移行する。
【００４４】
ステップＳ３０１で、ユーザーが指定した高周波側の周波数帯域情報（例えば、２〜６ＭＨｚを指定する指定信号）が、システム制御部６からフィルタ回路８に入力される。そして、周波数帯域情報に基づいて、受信回路系７から入力されたデジタル信号の信号成分であって、その指定した特定の周波数帯域である２〜６ＭＨｚの信号成分がフィルタ回路８により抽出され、ステップＳ３０３へ移行する。
【００４５】
一方、ステップＳ３０２で、同様に、ユーザーが指定した低周波側の周波数帯域情報（０〜２ＭＨｚを指定するもの）が、システム制御部６からフィルタ回路８に入力される。そして、周波数帯域情報に基づいて、受信回路系７から入力されたデジタル信号の信号成分の一部であって、その指定した特定の周波数帯域である０〜２ＭＨｚの信号成分がフィルタ回路８により抽出され、ステップＳ３０４へ移行する。なお、この場合、抽出される周波数帯域またはフィルタ回路の時定数等がユーザーにより指定可能に構成され、その指定結果が上記指定信号としても良い。また、フィルタ回路８が、複数のフィルタを有するように構成されているときは、ユーザーによりその複数のフィルタから適宜所望のフィルタが選択されるようにしても良い。この場合、選択したフィルタが、不図示の操作画面でユーザーにより確認可能に構成されても良い。また、フィルタ回路８により抽出される周波数帯域は、少なくとも２つの周波数帯域であり、それらは後述するように完全に分離されている。そして、この少なくとも２つの周波数帯域は、互いに重なる周波数帯域がないものである。なお、これに限られず、本実施例の被検体情報取得装置は、互いに重なる周波数帯域がない３つ以上の周波数帯域を抽出するものであっても同様に適用できる。また、フィルタにより抽出される周波数帯域の範囲が、あらかじめ決められていても良く、ユーザーによって毎回指定されても良い。
【００４６】
ステップＳ３０３で、画像再構成部９に低周波側の周波数帯域が抽出された信号が入力され、画像再構成部９によりその信号に基づいて画像再構成され、ステップＳ３０６へ移行する。一方、ステップＳ３０４で、同様に、画像再構成部９に高周波側の周波数帯域が抽出された信号が入力され、画像再構成部９によりその信号に基づいて画像再構成され、ステップＳ３０６へ移行する。ここで用いる画像再構成は先述したＦＢＰを用いる。
【００４７】
ステップＳ３０６では、ステップＳ３０３およびステップＳ３０４での処理終了後に、この２つの再構成後のデータがデータ値比較部に入力される。そして、高周波側の周波数帯域の画像データの各座標における輝度値が、低周波側の周波数帯域の画像データの各座標における輝度値で除算される。なお、この除算は、同一座標同士で行われる。そして、強度相違値分布情報αが座標ごとに算出され、ステップＳ３０７へ移行する。一方、ステップＳ３０５で、フィルタ処理前の受信回路系７からのデジタル信号（入力信号）が画像再構成部９に入力される。そして、そのデジタル信号が画像再構成部９により再構成処理されて非フィルタリング画像データが形成され、ステップＳ３０７へ移行する。なお、非フィルタリング画像データとは、フィルタ処理されずに画像再構成され形成された画像データを指す。
【００４８】
なお、ここで同一座標同士の除算を行う前に、ステップＳ３０３およびステップＳ３０４で得られた再構成後のデータに対して空間的な平滑化処理を実施してもよい。このような平滑化処理を行うことで、再構成画像に含まれるノイズ成分を抑制することができ、そ
の結果得られる強度相違値分布情報αの精度を向上することが可能である。
また、ステップＳ３０３およびステップＳ３０４で得られた再構成後のデータに対して微小量を加算した後に除算処理を行っても良く、０による除算などによって強度相違値分布情報αに生じる誤差を抑制することが可能となる。
またさらに、強度相違値分布情報αに対して平滑化処理やメディアン処理を実施してもよく、この処理によって強度相違値分布情報αに含まれる誤差を抑制することが可能であり、より精度良く特定の太さの構造体を強調することができる。
【００４９】
ステップＳ３０７では、ステップＳ３０６およびステップＳ３０５の処理終了後、非フィルタリング画像データに対して算出した強度相違値分布情報αが乗算されることで強調画像信号が生成されてフローを終了する。なお、その後、画像表示系１２により強調画像信号に基づいて視認可能な画像が形成され、ユーザーインターフェースであるモニタの操作画面に表示される。
【００５０】
なお、本実施例では、強調画像信号を生成するために、フィルタ処理前の入力信号を画像再構成処理して形成した非フィルタリング画像データに強度相違値分布情報αを乗じた。しかしこれに限られず、高周波側の周波数帯域でフィルタ処理および画像再構成処理して形成した画像データに強度相違値分布情報αを乗じるようにしても同様の効果を得られる。このようにすることで、高周波帯域のフィルタ処理により太い血管の視認性は低下するが、細い血管の視認性を向上し易くなる。また、低周波側の周波数帯域でフィルタ処理および画像再構成処理して形成した画像データに上記の強度相違値分布情報αを除算することで、より太い血管の輝度を持ち上げられる。そうすることにより、太い血管の視認性をより向上させられる。
また、強度相違値分布情報αは指数関数や対数関数を用いてもよい。これにより、細すぎるものを除外し、より自然な画像を得ることができる。さらに、操作者が強度相違値分布情報αの係数をインタラクティブに変化させてもよい。そうすることで、操作者が得たい太さの血管を強調することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では画像再構成にＦＢＰを用いたものを示したが、この画像再構成においては、ヒルベルト変換を用いた画像再構成手法を用いてもよい。
本発明におけるヒルベルト変換を用いた画像再構成手法とは、各素子で受信された信号をヒルベルト変換し複素データに変換するステップ、画像再構成する注目位置と各素子の距離と音速とから算出した受信時間分の遅れを考慮して各素子のヒルベルト変換された受信信号から複素データをピックアップするステップ、ピックアップされた複素データを足し合わせその絶対値を算出するステップを注目位置ごとに繰り返し、最終的に注目する領域の画像を得る手法である。
この手法では各注目位置から発生した光音響波のエネルギーを可視化することが可能である。またエネルギーを可視化することから、画像再構成結果として負の値が生じることがない。
そのためステップＳ３０６で行われる除算処理において、ゼロや負の値で除することを抑制することが可能であり、これにより強度相違値分布情報αをさらに安定して算出することができる。結果としてステップＳ３０７で算出する強調画像信号において違和感の少ない画像を得ることが出来る。
【００５２】
図６は、実施例２のフィルタ回路が抽出する周波数帯域を示す図である。図６は、横軸が周波数［Ｈｚ］であり、縦軸が抽出する信号強度である。図６において、フィルタ回路８により抽出される信号は、高周波帯域側抽出信号ｓ６０４および低周波帯域側抽出信号ｓ６０２の二つである。また、図６において、フィルタ回路８は、これら二つの信号の周波数帯域が重ならないように抽出するものであることを示す。なお、高周波帯域側抽出信号ｓ６０４および低周波帯域側抽出信号ｓ６０２の中心周波数は、抽出したい帯域に含ま
れる周波数の平均値であり、それぞれの信号強度が略極大となるときの周波数ｆ６０４および周波数ｆ６０２である。各信号ｓ６０２、ｓ６０４は、それぞれの中心周波数ｆ６０２、ｆ６０４を略中心として周波数軸の正負方向に対称的に減衰していくものである。
【００５３】
図７は、実施例２の画像再構成後の画像データ及び強調画像信号に基づく表示画像を示す図である。図７（ａ）は、低周波側の周波数帯域（０〜２ＭＨｚ）でフィルタ処理を行って画像再構成して形成した表示画像である。また、図７（ｂ）は、高周波側の周波数帯域（２〜６ＭＨｚ）でフィルタ処理を行って画像再構成して形成した表示画像である。また、図７（ｃ）は、強調画像信号に基づいて形成した表示画像である。図７（ｃ）の画像では、図７（ａ）、図７（ｂ）におけるフィルタ処理後の画像に比べて細い血管が選択的に強調され、視認性が向上している状態が示されている。またフィルタ回路８では、低周波側帯域と高周波側帯域に分離して抽出し、後段の処理ブロックでは、その抽出信号に基づき強度を重みづけすることで、Ｓ／Ｎ比の高い画像を得られることが、図７（ｃ）から見て取れる。なお、本実施例の被検体情報取得装置は、特に血管の太さが１ｍｍ以下の場合に有効なものである。
【００５４】
なお、本実施の形態では、ステップＳ３０３およびステップＳ３０４で得られた再構成後のデータも非フィルタリング画像データも関心領域内全てで演算に用いたが、それぞれのデータにおいてＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）によるマスク処理を追加してもよい。
例えば、ステップＳ３０３で得られた再構成後のデータならびにステップＳ３０４で得られた再構成後のデータのそれぞれにおいて一定以上のＳＮＲを有する領域のみを抽出し、それらの除算によって強度相違値分布情報αを求めても良い。このような処理を行うことで精度の高い強度相違値分布情報αを算出することができ、より正確に任意の太さの構造物を選択的に強調することが可能となる。なお、強度相違値分布情報αを算出しない領域は例えば０、もしくは強度相違値分布情報αを算出した領域と比較して小さい数字を入れることで、任意の太さの構造物をさらに強調することが出来る。
また、非フィルタリング画像データにおいて一定以上のＳＮＲを有する領域を強調した後、強度相違値分布情報αを用いて画像強調処理を行うことで、構造物をさらに強調した上で任意の太さのものを強調することができ、視認性を高めることが可能となる。なお、非フィルタリング画像データに画像強調処理を行った後に、非フィルタリング画像データにおいて一定以上のＳＮＲを有する領域を強調しても同様の効果を得ることが出来る。
【００５５】
＜実施例３＞
図８は、本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例３におけるフィルタ回路８の機能を示す図である。なお、便宜上、実施例１および２とは異なる部分について説明する。本実施例のフィルタ回路８は、入力信号に対してその一部を低減させることにより抽出する周波数帯域が実施例１および２と異なる。
【００５６】
図８において、フィルタ回路８は、２つの周波数帯域の信号ｓ８０２、ｓ８０４を出力する。フィルタ回路８は、この場合、２つの周波数帯域のうち、一方の信号ｓ８０４の周波数帯域が他方の信号ｓ８０２の周波数帯域を含むように抽出するものである。フィルタ回路８では、一方の周波数帯域を、受信回路系７から入力されたデジタル信号の周波数帯域の全ての帯域であるように処理しても良い。この場合、フィルタ回路８は、受信回路系７からのデジタル信号を２つの入力端子にそれぞれ入力するようにしても良い。そして、フィルタ回路８は、一方の入力端子に入力されるこのデジタル信号を何ら低減せずにそのまま出力するようにしても良い。そして、フィルタ回路８は、他方の入力端子に入力される上記デジタル信号を、フィルタ処理をせずに出力した信号の周波数帯域に含まれるように、抽出対象の中心周波数から徐々に低減させるように抽出してから出力するようにしても良い。その後、後段による処理は、実施例１または２と同様にしても良い。
【００５７】
このような場合、重なっている周波数帯域の信号に基づいて血管像が形成される場合、この血管像は二つの周波数帯域の信号に基づいて個別に画像再構成された画像データに基づくものである。しかし、この共通の帯域に含まれる信号が共通の血管によるものである場合、上記の除算処理の際に除数が０となり解が発散するようなことが比較的起こりにくいものである。このようにすることで、異なる２つの周波数帯域において一方が他方を包含している場合であって、その重複部分に同一の血管に基づく血管像が存在する場合には、フィルタの安定した効果を得られる。
【００５８】
＜実施例４＞
図９は、本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例４におけるフィルタ回路８の機能を示す図であり、実施例１、２、または３と共通の構成については同一の番号を付して説明を省略する。なお、便宜上、実施例１、２、および３とは異なる部分について説明する。本実施例のフィルタ回路８は、入力信号を低減して抽出する周波数帯域が実施例１、２、および３と異なる。
【００５９】
図９において、フィルタ回路８は、２つの周波数帯域の信号を出力する。フィルタ回路８は、この場合、信号ｓ９０２の周波数帯域の一部が、信号ｓ９０４の周波数帯域の一部を含むように抽出するものである。すなわち、信号ｓ９０２および信号ｓ９０４の周波数帯域のそれぞれは、共通の周波数帯域ｆ９００を有している。この場合、フィルタ回路８は、受信回路系７から入力されたデジタル信号を２つの入力端子にそれぞれ入力するようにしても良い。そして、フィルタ回路８は、一方の入力端子に入力されるこのデジタル信号を第１の周波数帯域以外を低減して出力するようにしても良い。そして、フィルタ回路８は、他方の入力端子に入力される上記デジタル信号を、第１の周波数帯域と一部が重なるような第２の周波数帯域以外を低減して出力するようにしても良い。その後、後段による処理は、実施例１または２と同様にしても良い。なお、この低減処理は、第１及び第２の周波数帯域のそれぞれの中心周波数から周波数軸の正負方向に沿って徐々に低減されるものであっても良い。
【００６０】
上記と同様に、このような場合として考えられるのは、重なっている周波数帯域の信号に基づいて共通の血管による血管像が形成される場合、上記の除算処理の際に除数が０となり解が発散するようなことが比較的起こりにくいものである。このようにすることで、異なる２つの周波数帯域において一部が重複したフィルタを用いる場合であって、その重複部分に同一の血管に基づくフィルタ処理後の抽出信号が含まれる場合、精度が高い画像を得ることができる。
【００６１】
＜実施例５＞
図１０は、本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例５におけるフィルタ回路８の機能を示す図である。なお、便宜上、実施例１、２、３、および４とは異なる部分について説明する。本実施例のフィルタ回路８は、入力信号に対してカットオフして抽出する周波数帯域が実施例１、２、３、および４と異なる。
【００６２】
図１０において、フィルタ回路８は、２つの周波数帯域の信号ｓ１００２および信号ｓ１００４を出力する。フィルタ回路８は、この場合、２つの周波数帯域のうち、一方の一部が他方の一部を含むように抽出するようにしても良い。この場合、フィルタ回路８は、受信回路系７から入力されたデジタル信号を２つの入力端子にそれぞれ入力するようにしても良い。そして、フィルタ回路８は、一方の入力端子に入力されるこのデジタル信号の高周波数帯域側ｆ１００４以外をハイパスフィルタによりカットオフして信号ｓ１００４を出力するようにしても良い。そして、フィルタ回路８は、他方の入力端子に入力される上記デジタル信号の低周波数帯域側ｆ１００２以外をローパスフィルタによりカットオフ
して信号ｓ１００２を出力するようにしても良い。
【００６３】
図１０に示すように、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタそれぞれにより抽出される周波数帯域ｆ１００２、ｆ１００４の抽出信号の信号強度は、均一になるようにしても良い。すなわち、フィルタ回路８が有するローパスフィルタは、抽出するべき周波数帯域全域に亘って均一な信号強度で抽出するものとしても良い。フィルタ回路８が有するハイパスフィルタについても同様である。その後、後段による処理は、実施例１または２と同様にしても良い。
【００６４】
このようにすることで、異なる２つの周波数帯域において高周波側のフィルタにハイパスフィルタを用いる場合、より広帯域でフィルタ処理がなされるためリンギングを抑制した画像を得ることができる。
【００６５】
＜その他の実施例＞
ここまでの実施の形態ではステップＳ３０６のデータ変化量分布算出への画像データの入力は２種類であったが、３種類のフィルタを適用した信号を用いた画像再構成の結果得られた３種類の画像データを入力としても良い。この場合、強度相違値分布αは３種の画像データから算出する。
第一の周波数フィルタによって得られた画像データの座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）における輝度値Ｃ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、第二の周波数フィルタによって得られた画像データの座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）における輝度値Ｃ２（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、第三の周波数フィルタによって得られた画像データの座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）における輝度値Ｃ３（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とする。
【００６６】
例えば強調したい構造体からの周波数帯域が第二の周波数フィルタの帯域において強く、第一及び第三の周波数フィルタの帯域において弱い場合、輝度相違値分布情報αを、以下の式（５）のように求める。
α（ｘ１，ｙ１，ｚ１）＝√（（Ｃ２（ｘ１，ｙ１，ｚ１）／Ｃ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１））^２＋（Ｃ２（ｘ１，ｙ１，ｚ１）／Ｃ３（ｘ１，ｙ１，ｚ１））^２）
・・・（式５）
これにより、特定の太さの構造体を強調する輝度相違値分布情報αを得ることが出来る。また、３種類のフィルタを用いることで２種類のフィルタを用いた場合よりもさらに特定の太さの構造体を精度よく強調することが可能となる。
【００６７】
また、以下の式（６）のような算出方法でも、同様の効果を得られる。
α（ｘ１，ｙ１，ｚ１）＝Ｃ２（ｘ１，ｙ１，ｚ１）／√（Ｃ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）^２＋Ｃ３（ｘ１，ｙ１，ｚ１）^２）
・・・（式６）
またさらに、強調したい構造体からの光音響波がそれぞれ第一の周波数フィルタの帯域、第二の周波数フィルタの帯域、第三の周波数フィルタの帯域において有する3つの強度
と、輝度値Ｃ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、輝度値Ｃ２（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、輝度値Ｃ３（ｘ１，ｙ１，ｚ１）の強度との相関係数を算出し、その相関係数を輝度相違値分布情報αとして用いても良い。この算出方法によっても特定の太さの構造体を精度よく強調することが可能となる。
【００６８】
ところで、図３に示した、太さの異なる血管に基づく模式的なスペクトルは、強度が０になる周波数がない場合を例に示した。そのため、データ値比較部１０における除算処理では、分母が０にならない。しかしながら、現実に得られる血管のスペクトルでは、信号強度が０あるいは０に近い微小値となる周波数帯域を持つことがあり、その場合には、得られる商、すなわち信号強度の比が発散してしまう。そこで、ユーザによって指定された
周波数帯域が、スペクトルにおける強度が０や０に近い微小値となるような範囲であった場合には、スペクトル強度が０のところを避けて計算したり、分母に補正値を加えたりして、信号強度の比が発散することを防止することが効果的である。信号強度の比を補正する方法は上記に限られない。
【００６９】
また、上記各実施形態は、被検体情報取得装置および被検体情報取得方法のみならず、被検体に関する画像の表示方法としてもとらえることができる。本開示に係る被検体に関する画像の表示方法は、ａ）被検体内の血管群に関する第１の光音響画像を表示する工程、およびｂ）第２の光音響画像を形成する工程、を含む。第２の光音響画像は、血管群に含まれる第１の血管および第１の血管とは異なる太さの第２の血管のうち、第１の血管に対して、第２の血管とは異なる画像処理を行うことにより形成される。この画像処理は、第１の光音響画像における、第２の血管に対する第１の血管の視認性が、第２の光音響画像における、第２の血管に対する第１の血管の視認性が異なるように行われる。
【００７０】
被検体に関する画像の表示方法は、画像表示装置によって実施され得る。画像表示装置は、図１におけるフィルタ回路８、画像再構成部９、データ値相違検出部１０、強調画像作成回路１１、画像表示系１２、およびシステム制御部６の少なくとも一部の機能を含んで構成され得る。
被検体に関する画像の表示方法は、第２の血管よりも細い第１の血管について、第１の画像においてよりも第２の画像において、第２の血管よりも第１の血管の視認性が高くすることが考えられる。
また、画像処理の具体的な実現の手法として、被検体への光照射に起因して被検体から発生する光音響波を受信して得られる時系列信号を用いて第１の光音響画像を形成する。そして、時系列信号に含まれる第１の周波数帯域の成分を用いて得られる第１の画像データと、第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域の成分を用いて得られる第２の画像データとを用いて、第２の光音響画像における、第１の血管に対する第２の血管の視認性の方が第１の光音響画像における、第１の血管に対する第２の血管の視認性よりも高くなるようにできる。
【００７１】
また、第１の超音波画像における第１および第２の血管を、画像表示装置の操作者が指定できるようにしても良い。画像表示装置はさらに入力部を備えていても良く、入力部を介して受け付けた指定により、第１および第２の血管を指定するようにしてもよい。操作者は、表示系１２に表示された第１の光音響画像を参照しながら、当該画像において視認性を変えたい血管を指定できる。第１および第２の血管は、操作者が個別の血管を指定するようにしても良いし、操作者が第１の超音波画像中の任意の領域を指定すると、画像表示装置が、画像処理の実行に先立ち、指定された領域内に含まれる互いに異なる太さの血管を特定して操作者に通知するようにしても良い。画像表示装置が通知した第１および第２の血管とは別の血管を、第１あるいは第２の血管とすることを操作者が希望する場合には、さらに操作者が第１あるいは第２の血管を指定できるようにしても良い。また、上記の指定は、第１及び第２の血管自体の指定でもよいし、矩形、円形、楕円形、多角形等により規定される領域（関心領域）として指定することでもよい。当該領域のサイズも、変形できることが望ましい。
また、視認性は、第１および第２の光音響画像における輝度値、コントラスト、および色相の少なくとも一つによって変更することができる。
【００７２】
記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施の形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータ（またはＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイス）によっても、本発明を実施することができる。また、例えば、記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施の形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータによって実行されるステップからなる方法によっても、本発明を実施することがで
きる。この目的のために、上記プログラムは、例えば、ネットワークを通じて、または、上記記憶装置となり得る様々なタイプの記録媒体（つまり、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体）から、上記コンピュータに提供される。したがって、上記コンピュータ、上記方法、上記プログラム、上記プログラムを非一時的に保持するコンピュータ読取可能な記録媒体は、いずれも本発明の範疇に含まれる。上記コンピュータは、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイスを含むものである。上記プログラムは、プログラムコード、プログラムプロダクトを含むものである。
【符号の説明】
【００７３】
１：探触子、３：照射光学系、８：フィルタ回路、９：画像再構成部、１１：強調画像作成回路
【図１】
0006732476.tif 000003
【図２】
0006732476.tif 000004
【図３】
0006732476.tif 000005
【図４】
0006732476.tif 000006
【図５】
0006732476.tif 000007
【図６】
0006732476.tif 000008
【図７】
0006732476.tif 000009
【図８】
0006732476.tif 000010
【図９】
0006732476.tif 000011
【図１０】
0006732476.tif 000012