(57)【要約】【課題】  本発明は、光吸収体の像またはアーティファクトが強調された情報を取得することができる被検体情報取得装置に用いる信号処理装置および被検体情報取得方法を提供する。【解決手段】  本発明の信号処理装置は、第一の測定条件の光を被検体に照射することにより発生した第一の光音響波を検出することにより得られた第一の検出信号に基づき、第一の光学特性値分布を取得する第一の光学特性値分布取得部と、第一の測定条件とは異なる第二の測定条件の光を被検体に照射することにより発生した第二の光音響波を検出することにより得られた第二の検出信号に基づき、第二の光学特性値分布を取得する第二の光学特性値分布取得部と、第一の光学特性値分布と第二の光学特性値分布とに基づく類似度分布を取得するデータ処理部と、を有する。【選択図】  図１
2013188311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の測定条件の光を被検体に照射することにより発生した第一の光音響波を、検出することにより得られた第一の検出信号に基づき、第一の光学特性値分布を取得する第一の光学特性値分布取得部と、
前記第一の測定条件とは異なる第二の測定条件の光を、前記被検体に照射することにより発生した第二の光音響波を、検出することにより得られた第二の検出信号に基づき、第二の光学特性値分布を取得する第二の光学特性値分布取得部と、
前記第一の光学特性値分布と前記第二の光学特性値分布とに基づく類似度分布を取得するデータ処理部と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置に用いる信号処理装置。
【請求項２】
前記第一の測定条件の光を被検体に照射したときの前記被検体内の第一の光量分布と、前記第二の測定条件の光を前記被検体に照射したときの前記被検体内の第二の光量分布とを取得する光量分布取得部を有す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に用いる信号処理装置。
【請求項３】
前記第一の光量分布または前記第二の光量分布に対して閾値を設定して、閾値より光量値が大きい領域の光量値を大きくする処理、または、閾値より値が小さい領域の光量の値を小さくする処理を行うことにより、前記第一の光量分布に基づいた第一の信頼領域または前記第二の光量分布に基づいた第二の信頼領域を取得する信頼領域取得部を有し、
前記第一の光学特性値分布取得部は、前記第一の検出信号および前記第一の信頼領域に基づき、前記第一の光学特性値分布を取得し、
前記第二の光学特性値分布取得部は、前記第二の検出信号および前記第二の信頼領域に基づき、前記第二の光学特性値分布を取得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に用いる信号処理装置。
【請求項４】
前記第一の光量分布または前記第二の光量分布に対して閾値を設定して、閾値より光量値が大きい領域の光量値を大きくする処理、または、閾値より値が小さい領域の光量の値を小さくする処理を行うことにより、前記第一の光量分布に基づいた第一の信頼領域または前記第二の光量分布に基づいた第二の信頼領域を取得する信頼領域取得部を有し、
前記データ処理部は、前記第一の光学特性値分布、前記第二の光学特性値分布、前記第一の信頼領域または前記第二の信頼領域に基づき、前記類似度分布を取得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に用いる信号処理装置。
【請求項５】
前記第一の光学特性値分布取得部は、前記第一の検出信号と前記第一の光量分布とに基づき、前記第一の光学特性値分布を取得し、
前記第二の光学特性値分布取得部は、前記第二の検出信号と前記第二の光量分布とに基づき、前記第二の光学特性値分布を取得することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置に用いる信号処理装置。
【請求項６】
前記データ処理部は、前記第一の光学特性値分布と前記第二の光学特性値分布との相関値の分布、または、前記第一の光学特性値分布と前記第二の光学特性値分布とを合成した合成データに基づき、前記類似度分布を取得することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置に用いる信号処理装置。
【請求項７】
前記第一の測定条件および前記第二の測定条件は、
前記被検体の表面への前記第一の測定条件の光および前記第二の測定条件の光の照射位置、
前記被検体の表面と前記第一の測定条件の光および前記第二の測定条件の光の照射方向とがなす角度、
前記第一の測定条件の光および前記第二の測定条件の光の前記被検体の表面への照射強度、および、
前記第一の光音響波および前記第二の光音響波を検出する音響波検出器の検出面の位置のいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置に用いる信号処理装置。
【請求項８】
前記第一の測定条件および前記第二の測定条件を設定する測定条件設定部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置に用いる信号処理装置。
【請求項９】
光を発生させる光源と、
前記光を前記第一の測定条件の光および前記第二の測定条件の光として、前記被検体に出射することにより、前記第一の光音響波及び前記第二の光音響波を発生させる光学系と、
前記第一の光音響波および前記第二の光音響波を検出し、前記第一の検出信号および前記第二の検出信号を出力する音響波検出器と、
前記第一の検出信号および前記第二の検出信号に基づき、前記第一の光学特性値分布と前記第二の光学特性値分布を取得し、前記第一の光学特性値分布と前記第二の光学特性値分布との前記類似度分布を取得する請求項１から８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置に用いる信号処理装置と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項１０】
第一の測定条件の光を被検体に照射することにより発生した第一の光音響波を検出することにより得られた第一の検出信号に基づき、第一の光学特性値分布を取得する工程と、
前記第一の測定条件とは異なる第二の測定条件の光を、前記被検体に照射することにより発生した第二の光音響波を、検出することにより得られた第二の検出信号に基づき、第二の光学特性値分布を取得する工程と、
前記第一の光学特性値分布と前記第二の光学特性値分布と基づく類似度分布を取得する工程と、
を有することを特徴とする被検体情報取得方法。
【請求項１１】
前記第一の測定条件の光を前記被検体に照射する工程と、
前記第一の測定条件の光を前記被検体に照射することにより発生した前記第一の光音響波を、検出することにより前記第一の検出信号を取得する工程と、
前記第二の測定条件の光を前記被検体に照射することにより発生した前記第二の光音響波を、検出することにより前記第二の検出信号を取得する工程と、
を有することを特徴とする請求項９に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の被検体情報取得方法を、コンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光を照射することにより発生した光音響波を検出することにより、被検体情報を取得する被検体情報取得装置に用いる信号処理装置および被検体情報取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、生体内部を非侵襲的にイメージングすることができる装置の一つとして、近年、光と超音波を用いて生体機能情報が得られる光音響イメージング（ＰＡＩ：Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が提案され、開発が進んでいる。
【０００３】
光音響イメージングとは、光源から発生したパルス光を被検体に照射し、被検体内で伝播・拡散した光の吸収によって光音響波（典型的には超音波）が発生するという光音響効果を用いて、光音響波の発生源となる内部組織を画像化する技術である。受信された光音響波の時間による変化を複数の個所で検出し、得られた信号を数学的に解析処理、すなわち再構成し、被検体内部の光学特性値に関連した情報を三次元で可視化する。
【０００４】
パルス光に近赤外光を用いた場合、近赤外光は生体の大部分を構成する水を透過しやすく、血液中のヘモグロビンで吸収されやすい性質を持つため、血管像をイメージングすることができる。さらに、異なる波長のパルス光による血管像を比較することによって、機能情報である血液中の酸素飽和度を測定することができる。悪性腫瘍周辺の血液は良性腫瘍周辺の血液より酸素飽和度が低くなっていると考えられているので、酸素飽和度を知ることによって腫瘍の良悪鑑別を行えるようになると期待されている。
【０００５】
特許文献１は、光音響イメージングにより、生体を構成する物質の濃度分布を画像化することを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−３５８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のように、光音響イメージングにおいては、光音響波を画像化した際に、実際には光吸収体が存在しない位置に現れるアーティファクトが、光吸収体の観察を妨げる。
【０００８】
例えば、音響インピーダンスが被検体とは異なる保持板で、被検体を保持した場合、被検体内で発生した光音響波が保持板の中で多重反射する。そして、このように多重反射した光音響波を検出し、画像化した際に多重反射によるアーティファクトが現れる。こうしたアーティファクトが、実際に存在する光吸収体の像を判別しにくくさせている。
【０００９】
そこで、本発明は、光吸収体の像またはアーティファクトが強調された情報を取得することができる被検体情報取得装置に用いる信号処理装置および被検体情報取得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】
【００１０】
本発明の信号処理装置は、第一の測定条件の光を被検体に照射することにより発生した第一の光音響波を検出することにより得られた第一の検出信号に基づき、第一の光学特性値分布を取得する第一の光学特性値分布取得部と、第一の測定条件とは異なる第二の測定条件の光を被検体に照射することにより発生した第二の光音響波を検出することにより得られた第二の検出信号に基づき、第二の光学特性値分布を取得する第二の光学特性値分布取得部と、第一の光学特性値分布と第二の光学特性値分布とに基づく類似度分布を取得するデータ処理部と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光吸収体の像またはアーティファクトが強調された情報を取得することができる被検体情報取得装置に用いる信号処理装置および被検体情報取得方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の原理を説明するための図
【図２】第１の実施形態に係る、被検体情報取得装置の構成を示す図
【図３】第１の実施形態に係る、被検体情報取得方法のフロー図を示す図
【図４】第１の実施形態に係る、第一の測定条件および第二の測定条件の例を示す図
【図５】第１の実施形態に係る、第一の測定条件および第二の測定条件の別の例を示す図
【図６】第１の実施形態に係る、第一の測定条件および第二の測定条件の別の例を示す図
【図７】第１の実施形態に係る、第一の測定条件および第二の測定条件の別の例を示す図
【図８】第１の実施形態に係る、第一の測定条件および第二の測定条件の別の例を示す図
【図９】第１の実施形態に係る、類似度分布を取得する方法の例を示す図
【図１０】第１の実施形態に係る、類似度分布が表示された表示装置の例を示す図
【図１１】第２の実施形態に係る、被検体情報取得方法のフロー図を示す図
【図１２】第２の実施形態に係る、類似度分布および光量分布が表示された表示装置の例を示す図
【図１３】第３の実施形態に係る、被検体情報取得方法のフロー図を示す図
【図１４】第３の実施形態に係る、類似度分布および信頼領域が表示された表示装置の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
アーティファクトは、再現性が高いため、同じように測定すれば同じように観測される。そのため、測定においてアーティファクトが同じように現れるため、光吸収体の像とアーティファクトとを判別しにくい。
【００１４】
本発明は、光音響イメージングにおいて、測定条件の異なる複数の測定により得られた各光学特性値分布の類似度の高低を示した類似度分布を取得する。このようにして得られた類似度分布は、光吸収体の像またはアーティファクトが強調された分布となる。
【００１５】
まず、図１を参照して、本発明の原理を説明する。図１は、照射光と音響波検出器と被検体との位置関係（測定条件）と、その位置関係のときに得られる初期音圧分布の画像を示している。ここで、被検体１３０、１３１は、それぞれ同じ位置に光吸収体１３５、１３６を備えている。
【００１６】
図１（ａ）に示す測定条件においては、音響波検出器１４０の検出面と音響的に接続された被検体１３０の面に第一の測定条件の光１２１が照射されている。
【００１７】
また、図１（ｂ）に示す測定条件においては、音響波検出器１４１と対向する被検体１３１の面に第二の測定条件の光１２２が照射されている。また、図１（ｂ）において音響波検出器１４１の一部は、被検体１３１と音響的に接続されていない。
【００１８】
さらに、図１（ａ）の測定条件のときに得られる初期音圧分布を図１（ｃ）に示す。また、図１（ｂ）の測定条件のときに得られる初期音圧分布を図１（ｄ）に示す。
【００１９】
図１（ｃ）と図１（ｄ）とを比較すると、アーティファクト１９２、１９４の出現位置は測定条件によって異なることがわかる。一方、光吸収体の像１９１、１９３の出現位置は、測定条件を変更しても同じであることがわかる。なぜならば、アーティファクトの発生過程は、測定条件によって異なるからである。以下、それぞれの測定条件におけるアーティファクトの発生過程を説明する。
【００２０】
図１（ａ）の測定条件においては、第一の測定条件の光１２１が音響波検出器１４０の表面にも一部回りこみ光音響波を発生させる。そして、この音響波検出器１４０の表面で発生した光音響波が、音響波検出器１４０の音響整合層などにおける多重反射等により、図１（ｃ）に示すアーティファクト１９２となって現れる。
【００２１】
また、図１（ｂ）の測定条件においては、音響波検出器１４１のうち、被検体１３１と音響的に接続されていない部分に、被検体１３１を回り込んできた第二の測定条件の光１２２が直接入射し、音響波検出器１４１の表面で光音響波が発生する。そして、この光音響波が音響波検出器１４１の音響整合層での多重反射などにより、図１（ｄ）に示すアーティファクト１９４となって現れる。
【００２２】
次に、アーティファクトの出現位置が異なる図１（ｃ）に示す初期音圧分布と、図１（ｄ）に示す初期音圧分布との類似度の高低を示した図１（ｅ）に示す類似度分布を取得する。ただし、図１（ｃ）、図（ｄ）に示す初期音圧分布においては、光吸収体の像やアーティファクトの領域以外の背景にも、ランダムノイズを画像化した画像が存在する。そのため、図１（ｅ）に示す背景の類似度は、光吸収体の像１９５の領域よりも小さく、アーティファクト１９６の領域よりも大きくなっている。
【００２３】
光吸収体の像は、図１（ｃ）に示す初期音圧分布においても、図１（ｄ）に示す初期音圧分布においても、同じ位置に現れていたため、図１（ｅ）に示すように、光吸収体の像１９５に対応する類似度は高く示されている。
【００２４】
一方、アーティファクトは、図１（ｃ）に示す初期音圧分布と、図１（ｄ）に示す初期音圧分布とにおいて、異なる位置に現れていたため、図１（ｅ）において、アーティファクト１９６に対応する類似度は低く示されている。
【００２５】
以上のように、複数の測定条件によって得られた各光学特性値分布の類似度分布においては、光吸収体の像の類似度は高く、アーティファクトの類似度は低く示される。そのため、類似度分布を表示することによって、光吸収体の像とアーティファクトとを判別することができる。
【００２６】
なお、本発明において、光学特性値分布とは、検出信号に対して再構成を行うことにより得られた初期音圧分布や光エネルギー密度分布、または、それらに対して光量補正を行うことにより得られた光吸収係数に関連する分布を含む。また、光学特性値分布は、これらの分布に対して輝度値変換などを行うことによって得られた表示手段に表示させるためのデータを含む。
【００２７】
また、類似度分布も、類似度分布に対して輝度値変換などを行うことによって得られた表示手段に表示させるためのデータを含む。
【００２８】
以下に、本発明の実施形態を説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図２は、本実施形態に係る被検体情報取得装置の構成を示すブロック図であり、光源２１０、光学系２２０、光学系走査機構２２１、被検体２３０、音響波検出器２４０、音響波検出器走査機構２４１、信号処理装置２５０、メモリ２６０、表示装置２８０からなっている。本実施形態に係る信号処理装置２５０は、測定条件設定部としての測定条件設定モジュール２５１、光学特性値分布取得部としての光学特性値分布取得モジュール２５２、データ処理部としてのデータ処理モジュール２５３、光量分布取得部としての光量分布取得モジュール２５４、信頼領域取得部としての信頼領域取得モジュール２５５、データ出力モジュール２５６を備えている。
【００３０】
そして、図３は、図２に示す本実施形態に係る被検体情報取得装置を用いた被検体情報取得方法のフローを示す図である。
【００３１】
まず、測定条件設定モジュール２５１が、光源２１０や光学系２２０や音響波検出器２４０を制御し、第一の測定条件に設定し、被検体２３０に第一の測定条件の光が照射される（Ｓ１０）。そして、音響波検出器２４０が、第一の測定条件の光により被検体２３０で発生した第一の光音響波を検出し、第一の検出信号を得る（Ｓ２０）。
【００３２】
次に、第一の光学特性値分布取得部としての光学特性値分布取得モジュール２５２が、この第一の検出信号を用いて再構成処理を行うことにより、第一の光学特性値分布としての第一の初期音圧分布を取得し、メモリ２６０に保存する（Ｓ３０）。
【００３３】
続いて、測定条件設定モジュール２５１が、光源２１０や光学系２２０や音響波検出器２４０を第二の測定条件に設定し、被検体２３０に第二の測定条件の光が照射される（Ｓ４０）。そして、音響波検出器２４０が、第二の測定条件の光により被検体２３０で発生した第二の光音響波を検出し、第二の検出信号を得る（Ｓ５０）。
【００３４】
次に、第二の光学特性値分布取得部としての光学特性値分布取得モジュール２５２が、この第二の検出信号を用いて再構成処理を行うことにより、第二の光学特性値分布としての第二の初期音圧分布を取得し、メモリ２６０に保存する（Ｓ６０）。
【００３５】
次に、データ処理モジュール２５３が、第一の光学特性値分布と第二の光学特性値分布との類似度分布を取得し、メモリ２６０に保存する（Ｓ７０）。
【００３６】
そして、データ出力モジュール２５６が、メモリ２６０に保存された類似度分布を表示装置２８０に出力し、表示装置２８０に類似度分布を表示させる。
【００３７】
なお、光学特性値分布取得モジュール２５２は、微分処理した信号を重ね合わせるユニバーサルバックプロジェクション法などの公知の再構成方法を用いて、再構成を行い、初期音圧分布を取得することができる。
【００３８】
また、以上の工程を含むプログラムをコンピュータとしての信号処理装置２５０に実行させてもよい。
【００３９】
（Ｓ１０、Ｓ４０：測定条件の設定する工程）
次に、図３のＳ１０、Ｓ４０に示す測定条件の設定について詳細に説明する。
【００４０】
以下、測定条件設定モジュール２５１が、測定条件を設定する例を説明する。本発明における測定条件とは、照射光の照射条件（照射位置、照射角度、照射強度）や音響波検出器の検出位置を含む概念である。
【００４１】
まず、測定条件としての照射光の照射条件を変更する例を説明する。
【００４２】
（１．被検体表面の異なる位置に光を照射する例）
まず、被検体表面の異なる位置に第一の測定条件の光と第二の測定条件の光を照射する測定条件の例を、図４、図５を用いて説明する。
【００４３】
図４（ａ）に示す第一の測定条件では、音響波検出器４４０の検出面４４５と音響的に接続している被検体４３０の面に、光学系４２０から第一の測定条件の光４２５を照射する。次に、図４（ｂ）に示す第二の測定条件では、音響波検出器４４１の検出面４４６と音響的に接続している被検体４３１の面とは対向する面に、光学系４２１から第二の測定条件の光４２６を照射する。
【００４４】
このように、それぞれの測定条件において、被検体表面の異なる位置に光を照射し、それぞれの測定結果を光学特性値分布にすると、アーティファクトの発生過程が異なるため、異なる位置にアーティファクトが現れる。一方、前述したように、光吸収体の像は各測定条件で得られた光学特性値分布において、同じ位置に現れる。
【００４５】
そのため、被検体表面の異なる位置に光を照射することによって得られた各光学特性値分布の類似度分布において、光吸収体の像の類似度は高く、アーティファクトの類似度は低く示される。
【００４６】
また、図５に示すような測定条件においても、本発明を適用することができる。図５（ａ）に示す第一の測定条件は、図４（ａ）に示す測定条件と同一である。一方、図５（ｂ）に示す第二の測定条件は、図４（ａ）に示す測定条件と同一の測定条件の光５２５と図４（ｂ）に示す測定条件と同一の測定条件の光５２６を、被検体５３１の表面に照射している。
【００４７】
このように、第二の測定条件の光が、第一の測定条件の光に加え、第一の測定条件の光とは異なる被検体表面の位置に照射された光を含む場合においても、アーティファクトの発生する位置や強度は異なる。
【００４８】
そのため、この場合も、各測定条件における光学特性値分布の類似度分布において、光吸収体の像の類似度は高く、アーティファクトの類似度は低く示される。
【００４９】
なお、各測定条件で被検体表面における光のビームプロファイルを異ならせることにより、被検体表面への照射位置を変えてもよい。
【００５０】
また、被検体表面に照射する位置が測定条件によって大きく異なるほど、アーティファクトの発生位置も大きく異なってくるので、照射位置は測定条件によって大きく異ならせることが好ましい。
【００５１】
（２．被検体表面と照射方向とのなす角度が異なる光を照射する例）
次に、被検体表面と光の照射方向とのなす角度である照射角度が異なる測定条件の例を、図６を用いて説明する。
【００５２】
図６（ａ）に示す第一の測定条件は、図４（ａ）に示す測定条件と同一である。一方、図６（ｂ）に示す第二の測定条件は、図６（ａ）に示す第一の測定条件の光６２５の照射位置と同じ位置に、光学系６２１から第一の測定条件の光６２５とは異なる照射角度で、第二の測定条件の光６２６を照射している。
【００５３】
この場合も、図６（ａ）に示す測定条件によって得られた光学特性値分布のアーティファクトと、図６（ａ）に示す測定条件によって得られた光学特性値分布とを比較すると、アーティファクトの現れる位置は異なる。
【００５４】
したがって、被検体表面と照射方向とのなす角度が異なる複数の測定条件により得られた各光学特性値分布の類似度分布において、光吸収体の像の類似度は高く、アーティファクトの類似度は低く示される。
【００５５】
なお、照射角度が測定条件によって大きく異なるほど、アーティファクトの発生位置も大きく異なってくるので、照射角度は測定条件によって大きく異ならせることが好ましい。
【００５６】
（３．異なる照射強度の光を照射する例）
次に、各測定条件の光の照射強度が異なる測定条件の例を、図７を用いて説明する。
【００５７】
図７に示す測定条件では、光学系が複数の光照射部を備え、それぞれの光照射部から被検体表面の異なる位置に複数の光を照射している。
【００５８】
ここで、図７（ａ）に示す第一の測定条件の光７２５と図７（ｂ）に示す第二の測定条件の光７２７は同じ位置に光を照射され、図７（ａ）に示す第一の測定条件の光７２６と図７（ｂ）に示す第二の測定条件の光７２８は同じ位置に光を照射されている。
【００５９】
図７（ａ）に示す測定条件では、音響波検出器７４０と音響的に接続している被検体７３０の面に弱い強度の光７２５を照射し、それとは対向する被検体７３０の面に強い強度の光７２６を照射している。
【００６０】
一方、図７（ｂ）に示す測定条件では、音響波検出器７４１と音響的に接続している被検体７３１の面に強い強度の光７２７を照射し、それとは対向する被検体７３１の面に弱い強度の光７２８を照射している。
【００６１】
複数の光照射部から光が照射されると、各光照射部からの各照射光に対応した光音響波が発生する。そして、各照射光の強度に対応するアーティファクトが現れ、それらのアーティファクトが足しあわされた光学特性値分布が得られる。よって、アーティファクトの信号強度は測定条件によって異なる。
【００６２】
したがって、照射光の強度が異なる複数の測定条件によって得られた各光学特性値分布の類似度分布において、光吸収体の像の類似度は高く、アーティファクトの類似度は低く示される。
【００６３】
各測定条件の光の照射強度を変化させる方法は、光学系に光を減衰させるフィルタを備える方法や、各測定条件の光に対応する光源の出力を調整する方法などが考えられる。その他、各測定条件の光の照射強度を変えられる方法であれば、どのような方法でもよい。
【００６４】
このように、複数の照射強度を変化させて測定条件を異ならせる方法は、照射位置や照射角度を異ならせる方法と比べて、光学系の駆動を少なくすることができる。特に、光源の出力を調整する場合には、光学系の駆動を大幅に低減できる。そのため、装置のメカニカルな動きを少なくでき、測定の自動化を簡便に実現できる。
【００６５】
なお、複数の光照射部から光を照射する場合、光学系を固定した状態で、各測定条件において照射強度を異ならせることが好ましい。光学系を固定することによって、照射位置の精度を向上させることができる。
【００６６】
本発明において、第一の測定条件の光の照射強度と第二の測定条件の光の照射強度が異なるとは、光学系の光出射部が１つである場合にはそれぞれの測定条件の光の照射強度が単純に異なることを指す。また、光学系の光出射部が複数ある場合には、複数の光出射部からの複数の光のうち、少なくとも１つの光の照射強度が異なっていることを指す。
【００６７】
次に、測定条件としての音響波検出器の検出位置を変更する例を、図８を用いて説明する。
【００６８】
（４．音響波検出器の検出面が異なる位置で光音響波を検出する例）
図８（ａ）に示す第一の測定条件は、図４（ａ）に示す測定条件と同一である。
【００６９】
一方、図８（ｂ）に示す第二の測定条件において、第二の測定条件の光８２６の照射条件は、第一の測定条件の光８２５の照射条件と同一であるが、音響波検出器８４１の検出面８４６の位置が、第一の測定条件における音響波検出器８４０の検出面８４５の位置とは異なっている。
【００７０】
そして、図８に示すように、音響波検出器の検出面の位置が各測定条件によって異なっている場合も、アーティファクトは各測定条件によって異なる位置に現れる。
【００７１】
なぜならば、光が音響波検出器の表面に照射されることにより発生する多重反射の有無や光音響波の伝搬経路などは音響波検出器の位置に依存する。そのため、音響波検出器の位置によって、アーティファクトの出現位置は音響波検出器の検出面の位置に依存する。
【００７２】
したがって、測定条件によって音響波検出器の検出面の位置を変更することによって得られた複数の光学特性値分布の類似度分布において、光吸収体の像の類似度は高く、アーティファクトの類似度は低く示される。
【００７３】
なお、音響波検出器の検出面と被検体とがなす角度を各測定条件で変更した場合も、各測定条件によってアーティファクトの現れる位置は異なる。この場合、音響波検出器の検出面と被検体表面とがなす角度を変更することにより、結果的にそれぞれの測定条件において、音響波検出器の検出面の位置が変化する。すなわち、本発明において、音響波検出器の検出面の位置が異なるとは、音響波検出器の検出面と被検体表面とがなす角度が異なることを含む。
【００７４】
なお、Ｓ１０、Ｓ４０の工程において、複数の位置に光を照射する場合や複数の光照射部から光を照射する場合には、それらの光を同時に照射しなくてもよい。すなわち、各照射位置に逐次光を照射することや各照射部から逐次光を照射することを行ってもよい。
【００７５】
また、複数の異なる位置に光を照射する場合、光学系走査機構により光学系を走査することが好ましい。また、このとき、測定条件設定モジュールが光学系走査機構を制御して光学系を走査してもよい。
【００７６】
また、音響波検出器の検出面が複数の位置で光音響波を検出する場合には、複数の音響波検出器を用いて、複数の位置で光音響波を検出してもよいし、音響波検出器を音響波検出器走査機構により、走査して複数の位置で光音響波を検出してもよい。また、このとき、測定条件設定モジュールが音響波検出器走査機構を制御して、音響波検出器を走査してもよい。
【００７７】
また、光学系と音響波検出器との相対的な位置関係を維持したまま、光学系と音響波検出器を走査してもよい。
【００７８】
また、本実施形態では、測定条件設定モジュールが光源または光学系の駆動を制御して第一の測定条件と第二の測定条件を設定しているが、作業者が光源または光学系を第一の測定条件と第二の測定条件となるように設定してもよい。
【００７９】
また、複数の測定条件を比較する際に、測定条件が異なる光学特性値分布の表示が多くなれば、光吸収体の像とアーティファクトとの判別精度が高まるので、測定条件を多くすることが好ましい。
【００８０】
（Ｓ７０：第一の光学特性値分布と第二の光学特性値分布との類似度分布を取得する工程）
次に、図３のＳ７０に示す第一の光学特性値分布と第二の光学特性値分布との類似度分布を取得する方法を詳細に説明する。
【００８１】
ここで、本発明において、類似度分布とは、第一の光学特性値分布と第二の光学特性値分布に基づく相関値分布、または、第一の光学特性値分布と第二の光学特性値分布とが合成された合成データに基づく分布を含む。
【００８２】
ここでは、データ処理モジュール２５３が、第一の光学特性値分布としての第一の初期音圧分布と、第二の光学特性値分布としての第二の初期音圧分布との相関値を計算して、この相関値に基づき類似度分布を取得する例を、図９を用いて説明する。
【００８３】
まず、データ処理モジュール２５３は、第一の初期音圧分布９９１に対して、局所領域９９５を設定する。続いて、データ処理モジュール２５３は、第二の初期音圧分布９９２における局所領域９９５と同じ位置に、局所領域９９６を設定する。ここで、相関値の数値精度を高くしたい場合は、局所領域を大きく設定してもよい。また、相関値の位置精度を高くしたい場合は、局所領域を小さく設定してもよい。
【００８４】
なお、局所領域９９５の形状は矩形だけに限らず任意の形状を用いることができ、円形であってもよいし、矩形の周囲の部分のみを局所領域９９５としてもよい。
【００８５】
次に、データ処理モジュール２５３は、局所領域９９５内の初期音圧分布と、局所領域９９６内の初期音圧分布との相関値を計算する。そして、データ処理モジュール２５３は、この相関値に基づき、この局所領域における類似度を取得する。
【００８６】
ここで、相関値を計算する方法としては、式（１）で示される正規化相互相関（ＺＮＣＣ：Ｚｅｒｏ−ｍｅａｎ  Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）や、式（２）に示される相互相関を用いてもよい。ＺＮＣＣや相互相関では、相関値Ｒが高いほど、類似度が高いことを表す。
【００８７】
【数１】
2013188311.tif 000003
【００８８】
【数２】
2013188311.tif 000004
【００８９】
ここで、Ｒは相関値、（ｉ，ｊ，ｋ）は光学特性値分布における座標を示す。Ｐ１（ｉ，ｊ，ｋ）は座標（ｉ，ｊ，ｋ）における第一の初期音圧、Ｐ２（ｉ，ｊ，ｋ）は座標（ｉ，ｊ，ｋ）における第二の初期音圧、Ｐ１ａは第一の初期音圧分布に設定された局所領域内の初期音圧の平均値、Ｐ２ａは第二の初期音圧分布に設定された局所領域内の初期音圧の平均値である。
【００９０】
また、相関値を計算する他の方法としては、式（３）に示されたＳＳＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）や、式（４）で示されるＳＡＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）などの方法を用いてもよい。ＳＳＤやＳＡＤにおいては、相関値Ｒが低いほど、類似度が高いことを表す。そのため、ＳＳＤやＳＡＤにおいては、相関値Ｒの逆数を類似度としてもよい。
【００９１】
【数３】
2013188311.tif 000005
【００９２】
【数４】
2013188311.tif 000006
【００９３】
なお、相関値や相関値の逆数に重みづけしたものを類似度としてもよい。また、式（１）〜（４）では、初期音圧について示したが、その他光学特性値を式（１）〜（４）に適用してもよい。
【００９４】
また、相関値を求める方法は、上記方法に限定されず、公知の相関値を求める方法を用いてもよい。
【００９５】
なお、類似度を取得する方法としては、第一の光学特性値分布と第二の光学特性値分布とが合成された合成データに基づき、類似度を取得する方法でもよい。例えば、データ処理モジュール２５３が、第一の光学特性値分布と第二の光学特性値分布との全体または一部の和、積、二乗平均平方根を算出し、その結果を類似度として取得してもよい。また、この合成データに重みづけしたものを類似度としてもよい。
【００９６】
なお、類似度を取得する方法は、相関値や合成データに基づき取得する方法に限定されない。複数の光学特性値分布から類似度を取得できる方法であれば、どのような方法でもよい。
【００９７】
次に、データ処理モジュール２５３は、図９（ｂ）に示すように、局所領域９９５、９９６を図９（ａ）に示す位置とは異なる位置に設定し、上記と同様に類似度を取得する。
【００９８】
そして、データ処理モジュール２５３は、以上の工程をデータ領域の全体に対して繰り返し行うことによって、図９（ｃ）に示すようなデータ領域全体の類似度分布９９３を得ることができる。
【００９９】
ここで、局所領域を設定する位置は、１ボクセル毎に移動することが好ましいが、移動する量を大きく設定して類似度分布を取得した後に、詳細な分布を知りたい領域のみを細かい移動量で移動させてもよい。
【０１００】
また、データ領域全体の類似度分布を取得するのではなく、データ領域の一部の類似度分布を取得してもよい。
【０１０１】
なお、類似度分布を取得する前に、信号処理装置２５０が、各光学特性値分布に対して、ぼかし処理や強調処理などの前処理を行ってもよい。
【０１０２】
ここで、ぼかし処理とは、光学特性値分布をぼかす処理であり、これによって高周波のランダムノイズを除くとともに、測定条件間の位置のずれに対しても感度が低くなる。ぼかし処理として、具体的には、ガウスフィルタ、空間周波数ローパスフィルタ、移動平均フィルタなどを用いることができる。
【０１０３】
また、強調処理は光学特性値分布において、光吸収体特有のパターンと合致したところを強調する処理である。具体的には、光吸収体特有のパターンをテンプレートとし、光学特性値分布に対してテンプレートマッチング法を用いてもよい。また、アーティファクトやランダムノイズ特有のパターンをテンプレートとしてテンプレートマッチング法を用いてもよい。このとき、テンプレートマッチング法で抽出した領域の光学特性値分布の強度を大きくする処理または小さくする処理や、テンプレートマッチング法で抽出した領域以外の領域の光学特性値分布の強度を大きくする処理または小さくする処理を行ってもよい。
【０１０４】
このように、前処理を施された各測定条件の光学特性値分布は、光吸収体の像またはアーティファクトが強調された光学特性値分布である。そのため、前処理が施された各光学特性値分布に基づく類似度分布は、前処理を施さなかった光学特性値分布に基づく類似度分布と比べて、光吸収体の像またはアーティファクトがより強調された類似度分布となる。
【０１０５】
（Ｓ８０：類似度分布を表示する工程）
次に、図３のＳ８０に示す類似度分布を表示する例を説明する。
【０１０６】
まず、類似度分布のみを表示装置に表示させる例を、図１０を用いて説明する。
【０１０７】
データ出力モジュール２５６は、Ｓ７０で取得した類似度分布を表示装置１０８０に出力する。そして、図１０に示すように、類似度分布１０９３が表示装置１０８０の表示領域１０８１に表示される。
【０１０８】
ここで、操作部１０８５はコントラストなどの表示条件やポインタ１０８６を操作するのに使用することができる。また、ポインタ１０８６で指定した位置の座標や、その座標における類似度を数値の情報１０８７を示すことができる。
【０１０９】
なお、類似度分布に加えて、各測定条件における光学特性値分布を表示装置に出力してもよい。このとき、表示領域を複数設けて、類似度分布や各光学特性値分布をそれぞれに表示させてもよいし、ひとつの表示領域に複数のデータを重畳させて表示させてもよい。
【０１１０】
複数のデータを重畳して表示する場合、各データの透過度を変更して表示し、複数のデータが重なった場合でもそれぞれのデータを視認できるようにしてもよい。また、データごとに色を割り振り、データの強度をその色の濃淡で表示してもよい。または、データごとに濃淡を割り振って、色でデータの強度を表してもよい。また、その際、透過度、色、濃淡などの設定は、作業者がインタラクティブに行えるように、表示装置に備えられた操作部で行われることが好ましい。
【０１１１】
以上のように、複数の異なる測定条件によって得られた光学特性値分布に基づいた類似度分布を取得することにより、光吸収体の像またはアーティファクトを容易に判別することができる。
【０１１２】
（第２の実施形態）
本実施形態は、各測定条件によって得られた光学特性値分布に加えて、各測定条件の被検体内の光量分布を表示する点が他の実施形態との相違である。ここで、光量分布とは、光量分布に対して輝度値変換などを行うことによって得られた表示手段に表示させるためのデータを含む。
【０１１３】
ところで、光音響波の初期音圧Ｐ０は、式（５）の関係で表わされるように、光量Φに依存する。
Ｐ０＝Γ・φ・μａ  ・・・式（５）
ここで、Γはグリューナイゼン定数、μａは光吸収係数である。式（５）で表わされるように、光吸収体に照射された光量が大きい値であったら、発生する光音響波の初期音圧も大きくなる。すなわち、多くの光量が照射された領域に対応する検出信号のＳＮ比は大きくなる。そのため、多くの光量が照射された領域の光学特性値分布は、ＳＮ比が大きい検出信号より得られた光学特性値分布であるため、信頼性は高い。反対に、光量が十分に照射されていない領域の光学特性値分布の信頼性は低い。これは、複数の測定条件における各光学特性値分布に基づいて得られた類似度分布にも同様のことがいえる。
【０１１４】
そこで、本実施形態では、各測定条件によって得られた光学特性値分布の類似度分布に加えて、各測定条件の被検体内の光量分布を取得し、この両方を表示することによって、類似度分布のうち、信頼性の高い領域を判断することができる。
【０１１５】
以下に、光量分布を表示する方法を、図１１に示すフロー図を用いて説明する。なお、図３に示すフロー図と同じ処理については、同じ処理番号を付し、説明は省略する。また、図２に示す被検体情報取得装置を用いて説明する。
【０１１６】
（Ｓ２１、Ｓ５１：光量分布を取得する工程）
まず、信号処理装置２５０の光量分布取得モジュール２５４が、第一の測定条件の光に基づき、第一の光量分布を取得し、第二の測定条件の光に基づき、第二の光量分布を取得する。
【０１１７】
ここで、光量分布を取得する方法は、被検体への照射光のビームプロファイルから、被検体内の光伝播の計算によって、被検体内の光量分布を取得する方法を用いてもよい。また、被検体への照射光のビームプロファイルと、被検体から外に出る出射光のビームプロファイルとを測定し、両者の関係からが被検体内の光量分布を取得してもよい。なお、被検体への照射光のビームプロファイルは、照射設定が変わらなければ同じである場合があるので、あらかじめメモリに保存しておいたビームプロファイルデータを用いてもよい。
【０１１８】
（Ｓ８１：類似度分布と光量分布とを表示する工程）
次に、データ出力モジュール２５６が、類似度分布、第一の光量分布、および第二の光量分布を表示装置２８０に出力し、表示装置２８０に類似度分布、第一の光量分布、および第二の光量分布を表示させる。
【０１１９】
以下に、類似度分布と各測定条件における光量分布とをそれぞれ別の表示領域に出力し、それぞれを並べて表示させる例を、図１２を用いて説明する。
【０１２０】
まず、データ出力モジュール２５６が、表示装置１２８０の第一の表示領域１２８１に類似度分布１２９３を出力し、第二の表示領域１２８２に第一の光量分布１２９４を出力し、第三の表示領域１２８３に第二の光量分布１２９５を出力する。そして、図１２に示すように、表示装置１２８０には、類似度分布と各測定条件における光量分布とが並べて表示される。
【０１２１】
また、表示装置１２８０においては、操作部１２８５を用いて第一の表示領域１２８１内の第一のポインタ１２８６を動かし、第一のポインタ１２８６で指定した位置の座標や、その座標における類似度を数値の情報１２８７を示すことができる。
【０１２２】
そして、各表示領域に表示されたデータを比較しやすくするために、例えば、第一のポインタ１２８６で第一の表示領域１２８１内のある座標を指定すると、第二の表示領域１２８２内の第一のポインタ１２８６に対応する位置に、第二のポインタ１２８８が表示される。同様に、第三の表示領域１２８３内の第一のポインタ１２８６に対応する位置に、第三のポインタ１２８９が表示される。なお、第二のポインタ１２８８または第三のポインタ１２８９である座標を指定し、他の表示領域内の対応する位置が指定されるようにしてもよい。
【０１２３】
また、それぞれの表示領域は、連動して同じ位置、同じ範囲、同じダイナミックレンジで表示されることが好ましいが、個別に調整してもよい。また、表示領域、操作部は一台の表示装置に設けられることが好ましいが、表示領域、操作部が設けられた表示装置を複数台用意してもよい。
【０１２４】
このように、それぞれの光量分布を別々の表示領域に表示することにより、それぞれの光量分布の視認性を高くすることができる。
【０１２５】
また、類似度分布と各測定条件における光量分布とを重畳して表示装置に表示させてもよい。
【０１２６】
なお、複数のデータを重畳して表示する場合、各データの透過度を変更して表示し、複数のデータが重なった場合でもそれぞれのデータを視認できるようにしてもよい。また、データごとに色を割り振り、データの強度をその色の濃淡で表示してもよい。または、データごとに濃淡を割り振って、色でデータの強度を表してもよい。また、その際、透過度、色、濃淡などの設定は、作業者がインタラクティブに行えるように、表示装置に備えられた操作部で行われることが好ましい。
【０１２７】
また、データ出力モジュール２５６が、音響波検出器２４０の感度分布を、本実施形態で説明した光量分布と同様に、表示装置２８０に出力して、表示装置２８０に表示させてもよい。音響波検出器２４０の感度が高い領域に対応する検出信号のＳＮ比は高いため、類似度分布に加えて、音響波検出器２４０の感度分布を表示装置に表示させることにより、類似度分布のうち、ＳＮ比の高い検出信号より得られた信頼性の高い領域を判断することができる。
【０１２８】
なお、本発明において、音響波検出器の感度とは、音源から音響波検出器まで伝搬路における音響波の減衰や、音響波検出器の指向角を含む。
【０１２９】
（第３の実施形態）
本実施形態は、光量分布のうち、十分光が照射されている領域である信頼領域を取得する点が他の実施形態との相違である。ここで、信頼領域とは、信頼領域に対して輝度値変換などを行うことによって得られた表示手段に表示させるためのデータを含む。
【０１３０】
光音響イメージングにおいては、第２の実施形態で取得した光量分布のうち、十分光が照射されている領域を強調して表示させることが好ましい。なぜならば、十分に光が照射されている領域に対応する検出信号は、ＳＮ比が高く、信頼性の高いからである。
【０１３１】
以下、信頼領域を用いた被検体情報取得方法を、図１３に示すフロー図を用いて説明する。なお、図３に示すフロー図と同じ処理については、同じ処理番号を付し、説明は省略する。また、図２に示す被検体情報取得装置を用いて説明する。
【０１３２】
（Ｓ２２、Ｓ５２：信頼領域を取得する工程）
まず、信号処理装置２５０の信頼領域取得モジュール２５５が、それぞれの光量分布に対して十分な信号が得られると考えられる閾値を設定する。ここで、十分な信号が得られると考えられる閾値は、ＳＮ比に基づいて、所望するレベルを設定することが好ましい。
【０１３３】
次に、信頼領域取得モジュール２５５は、閾値より光量値が大きい領域の光量値を大きくする処理、または、閾値より値が小さい領域の光量の値を小さくする処理を行い、光が十分に照射されている領域が強調された信頼領域を取得する。すなわち、信頼領域取得モジュール２５５は、第一の光量分布に基づき、第一の信頼領域を取得し、第二の光量分布に基づき、第二の信頼領域を取得する。
【０１３４】
なお、信頼領域取得モジュール２５５は、閾値を基準に光量分布の二値化を行って信頼領域を取得してもよい。
【０１３５】
また、信頼領域取得モジュール２５５は、各測定条件における信頼領域の論理積を取り、それを信頼領域としてもよい。
【０１３６】
（Ｓ８２：類似度分布と信頼領域を表示する工程）
次に、データ出力モジュール２５６は、Ｓ２２またはＳ５５で取得した信頼領域を表示装置２８０に出力し、表示装置２８０に信頼領域を表示させる。本工程では、前述してきた類似度分布、光学特性値分布、および光量分布に重畳して表示させることや、類似度分布、光学特性値分布、および光量分布と並べて表示させることなどができる。
【０１３７】
本実施形態では、その一例として、図１０に示す類似度分布に信頼領域を重畳して表示させる例を、図１４を用いて説明する。ただし、図１４において、図１０と同じ構成には同じ符号を付している。ここで、図１４に示す信頼領域は、各測定条件における光量分布に閾値を設定し、二値化して表わされたものを用いている。
【０１３８】
まず、データ出力モジュールは、類似度分布、第一の信頼領域、および第二の信頼領域を表示装置１０８０の表示領域１０８１に出力する。そして、図１４（ａ）に示すように、表示領域１０８１に、類似度分布１０９１、第一の信頼領域１４９６、および第二の信頼領域１４９７が重畳して表示される。
【０１３９】
なお、図１４（ａ）に示すように、類似度分布と信頼領域を重畳させて表示する場合には、類似度分布または信頼領域の透過度を変えて表示することが好ましい。また、類似度分布と信頼領域とは異なる色で表示されることが好ましい。さらに、信頼領域については、測定条件ごとに、色を変えることが好ましい。
【０１４０】
また、光量分布を二値化して信頼領域を取得した場合には、図１４（ｂ）に示すように、信頼領域の外周を線で囲ってもよい。ただし、信頼領域を二値化して取得していない場合も、信頼領域の所定の値を線で結んで信頼領域の外周としてもよい。
【０１４１】
このように、類似度分布に加えて、十分に光が照射されている信頼領域を取得し、その両方を表示することにより、類似度分布のうち、信頼性の高い類似度の領域を容易に判断することができる。
【０１４２】
また、信頼領域取得モジュール２５５が、本実施形態で説明した光量分布に基づく信頼領域と同様に、音響波検出器２４０の感度分布に基づいて、信頼領域を取得してもよい。この場合、データ出力モジュール２５６は、音響波検出器２４０の感度分布に基づく信頼領域を表示装置２８０に出力して、表示装置２８０に表示させることができる。
【０１４３】
音響波検出器２４０の感度分布に基づく信頼領域は、音響波検出器２４０の感度が高い領域を強調した光学特性値分布である。そのため、音響波検出器２４０の感度に基づく信頼領域も、光量分布に基づく信頼領域と同様に、ＳＮ比の高い検出信号から得られた領域を示す。
【０１４４】
したがって、類似度分布に加えて、音響波検出器２４０の感度分布に基づく信頼領域を表示装置２８０に表示させることにより、類似度分布のうち、ＳＮ比の高い検出信号より得られた信頼性の高い領域を容易に判別することができる。
【０１４５】
（第４の実施形態）
本実施形態では、音響波検出器が取得した検出信号と、第３の実施形態で取得した信頼領域とに基づいて、類似度分布を取得することが他の実施形態との相違である。
【０１４６】
本実施形態において、光学特性値分布取得モジュール２５２は、検出信号に基づいて得られた光学特性値分布に、信頼領域を重みづけすることにより、信頼性の高い領域が強調された光学特性値分布を取得する。そして、各測定条件において、この信頼性が高い領域が強調された光学特性値分布を取得し、各測定条件の光学特性値分布の類似度分布を取得する。このようにして得られた類似度分布は、信頼性が高い光学特性値分布同士の類似度の分布を表しているので、類似度の信頼性が高い。
【０１４７】
なお、光学特性値分布取得モジュール２５２は、第一の実施形態において取得した類似度分布に、信頼領域を重みづけすることにより、信頼性の高い領域が強調された類似度分布を取得してもよい。
【０１４８】
また、各測定条件における検出信号に、信頼領域を重みづけしてもよい。この場合、信頼領域に対応する検出時間の信号強度に、信頼領域を重みづけする。そして、信頼領域により重みづけされた検出信号に基づき、信頼性の高い領域が強調された光学特性値分布を取得する。そして、各測定条件について、この工程を行い得られた各光学特性値分布の類似度分布を取得してもよい。このように、信頼領域により重みづけされた検出信号に基づく類似度分布も、信頼性が高い領域が強調された類似度分布となる。
【０１４９】
ただし、信頼領域が二値化されている場合には、値が低い信頼領域に対応する検出時間の信号強度のみを低減してもよい。また、信頼領域が二値化されていない場合でも、所定の値以下の信頼領域に対応する検出時間の信号強度を低減してもよい。
【０１５０】
ここで、重みづけの方法として、例えば、光学特性値分布または類似度分布と、信頼領域との乗算を行う方法ができる。なお、信頼性の高い領域が強調された類似度分布を取得できる方法であれば、乗算以外の処理を行ってもよい。
【０１５１】
以下に、本実施形態に係る被検体情報取得方法の例を、図２に示す被検体情報取得装置を用いて説明する。
【０１５２】
光学特性値分布取得モジュール２５２が、第一の検出信号に再構成処理をすることにより第一の初期音圧分布を取得する。そして、光学特性値分布取得モジュール２５２が、この第一の初期音圧分布と、第一の光量分布に基づく第一の信頼領域とを乗算することにより、信頼性の高い領域が強調された第一の初期音圧分布を取得する。
【０１５３】
また、同様に、光学特性値分布取得モジュール２５２が、第二の検出信号に再構成処理をすることにより第二の初期音圧分布を取得する。そして、光学特性値分布取得モジュール２５２が、この第二の初期音圧分布と、第二の光量分布に基づく第二の信頼領域とを乗算することにより、信頼性の高い領域が強調された第二の初期音圧分布を取得する。
【０１５４】
次に、データ処理モジュール２５３が、信頼性の高い領域が強調された第一の初期音圧分布と第二の初期音圧分布との類似度分布を取得する。ここで取得した類似度分布は、信頼性の高い領域が強調された類似度分布である。
【０１５５】
そして、データ出力モジュール２５６が、信頼性が高い領域が強調された類似度分布を表示装置２８０に出力し、表示装置２８０に信頼性が高い領域が強調された類似度分布が表示される。
【０１５６】
このようにして表示された類似度分布は、光量が十分に照射されている領域または音響波検出器の感度が高い領域の類似度が強調された分布であるので、信頼性の高い類似度分布のみを観察することができる。
【０１５７】
（第５の実施形態）
光音響イメージングで得られる機能情報は多くは、光吸収係数に関連した情報であるので、光学特性値分布は光吸収係数に関連した情報を得ることが好ましい。
【０１５８】
そこで、本実施形態では、光学特性値分布として、初期音圧分布や光エネルギー密度分布に対して、光量補正を行うことにより得られた光吸収係数分布に関連する情報を取り扱う。すなわち、本実施形態において、光学特性値分布とは、例えば、光吸収係数分布や酸素飽和度分布である。
【０１５９】
以下に、本実施形態に係る被検体情報取得方法の例を、図１１に示すフロー図を用いて説明する。なお、構成については、図２に示す被検体情報取得装置の構成を用いて説明する。
【０１６０】
まず、本実施形態に係るＳ３０では、まず、光学特性値分布取得モジュール２５２が、式（５）に基づき、Ｓ２０で取得した第一の検出信号と、Ｓ２１で取得した第二の光量分布とを用いて、第一の光学特性値分布としての第一の光吸収係数分布を取得する。
【０１６１】
また、同様に、本実施形態に係るＳ６０では、光学特性値分布取得モジュール２５２が、Ｓ５０で取得した第二の検出信号と、Ｓ５１で取得した第二の光量分布とを用いて、第二の光学特性値分布としての第二の光吸収係数分布を取得する。
【０１６２】
次に、データ処理モジュール２５３が、第一の光吸収係数分布と第二の光吸収係数分布との類似度分布を取得する。
【０１６３】
そして、データ出力モジュール２５６が、類似度分布を表示装置２８０に出力し、表示装置２８０に類似度分布が表示される。
【０１６４】
このように初期音圧分布に光量補正を施した光吸収係数分布においては、それぞれの測定条件における光吸収体の像の位置が同じであるだけでなく、光吸収体の像の強度についてもそれぞれの測定条件で同様となる。
【０１６５】
一方、アーティファクトについては、光量補正を行っても除去することができないため、各測定条件によって異なる位置に現れてしまう。
【０１６６】
したがって、本実施形態のように測定条件の異なる光量補正が施された情報の光学特性値分布同士の類似度分布においては、同じ位置に同じ強度で存在する光吸収体の像の類似度が高く示される。そのため、光吸収体の像を容易に判別することができる。
【０１６７】
なお、酸素飽和度などのように、複数回の測定によって得られる光学特性値を光学特性値分布とする場合には、例えば、第一の光学特性値分布としての第一の酸素飽和度分布を取得するための複数回の測定を第一の測定条件の測定とする。そして、異なる複数回の測定を第二の測定条件の測定とし、第二の光学特性値分布としての第二の酸素飽和度分布を取得してもよい。ここで、異なる複数回の測定とは、複数の測定のうち少なくとも１つの測定の測定条件を変更した測定のことを指す。
【０１６８】
以下に、図２に示す被検体情報取得装置の基本的な構成を説明する。
【０１６９】
（光源２１０）
光源２１０はパルス光を発生させる装置である。光源２１０としては大出力を得るため、レーザーが好ましいが、発光ダイオードなどでもよい。光音響波を効果的に発生させるためには、被検体２３０の熱特性に応じて十分短い時間に光を照射させなければならない。被検体２３０が生体の場合、光源２１０から発生するパルス光のパルス幅は数十ナノ秒以下にすることが好ましい。また、パルス光の波長は生体の窓と呼ばれる近赤外領域であり、７００ｎｍ〜１２００ｎｍ程度が好ましい。この領域の光は比較的生体深部まで到達することができ、深部の情報を得ることができる。さらに、パルス光の波長は観測対象に対して光吸収係数が高いことが好ましい。
【０１７０】
（光学系２２０）
光学系２２０は、光源２１０で発生させたパルス光を被検体２３０へ導く装置である。光学系２２０は、具体的には、光ファイバーやレンズ、ミラー、拡散板などの光学機器である。
【０１７１】
本発明においては、必要な複数回の測定時に、これらの光学機器を用いて、パルス光の照射形状、光密度、被検体への照射方向などの測定条件を変更してもよい。また、これらは光源２１０で調整してもよい。
【０１７２】
また、広い範囲のデータを取得するために、光学系２２０を走査可能に構成された光学系走査機構２２１により、光学系２２０を走査してパルス光の照射位置を走査してもよい。このとき、音響波検出器２４０と連動して走査を行ってもよい。
【０１７３】
また、光学系２２０はここにあげたものだけに限定されず、このような機能を満たすものであれば、どのようなものであってもよい。
【０１７４】
（被検体２３０）
被検体２３０は測定の対象となるものである。被検体２３０としては、生体や生体を模擬したファントムなどを用いることができる。
【０１７５】
例えば、被検体２３０が生体である場合、本発明に係る被検体情報取得装置では、被検体２３０の内部に存在する光吸収体としての血管などをイメージングすることができる。また、光吸収体としては、生体内において比較的に光吸収係数の大きいヘモグロビン、水、メラニン、コラーゲン、脂質などや、これらから構成される生体組織が挙げられる。
【０１７６】
また、ファントムの場合は、上記に挙げた光吸収体の光学特性を模擬した物質をファントム内部に封入してもよい。
【０１７７】
（音響波検出器２４０）
音響波検出器２４０は光音響波を検出し、電気信号に変換するものである。
【０１７８】
複数の位置で光音響波を検出するために、音響波検出器２４０を走査可能に構成された音響波検出器走査機構２４１が、単一の音響波検出器を走査して複数の位置に移動させることや、複数の音響波検出器を別々の場所に設置することを行ってもよい。
【０１７９】
また、光音響イメージングでは、被検体２３０内部から発生した光音響波を音響波検出器２４０で受信するので、発生した光音響波の反射、減衰がないようにするために、音響波検出器２４０は、被検体２３０と音響的に結合されるように設置される必要がある。例えば、音響波検出器２４０と被検体２３０の間には音響マッチングＧＥＬや水、オイルなどの音響整合材を設けることができる。
【０１８０】
また、音響波検出器２４０は感度が高く、周波数帯域が広いものが好ましいが、具体的にはＰＺＴ、ＰＶＤＦ、ｃＭＵＴ、ファブリペロー干渉計を用いた音響波検出器などが挙げられる。ただし、ここに挙げたものだけに限定されず、機能を満たすものであれば、どのようなものであってもよい。
【０１８１】
（信号処理装置２５０）
信号処理装置２５０は、音響波検出器２４０で得られた電気信号の増幅、デジタル信号への変換などを行う。そして、変換されたデジタル信号を処理することによって、類似度分布を取得し、表示装置２８０にデータを出力する。信号処理装置２５０は、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）、測定条件設定モジュール２５１、光学特性値分布取得モジュール２５２、データ処理モジュール２５３、光量分布取得モジュール２５４、信頼領域取得モジュール２５５、データ出力モジュール２５６などを備えている。
【０１８２】
なお、本実施形態に係る信号処理装置２５０が備えている各モジュールを、それぞれ独立した装置として設けてもよい。
【０１８３】
また、モジュールをハードウェアとして構成する場合、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等として構成することができる。また、それぞれのモジュールは、それぞれの処理をコンピュータに実行させるプログラムとして構成されてもよい。
【０１８４】
信号処理装置として、具体的にはコンピュータなどが挙げられる。効率的にデータを取得するために、音響波検出器２４０の受信素子数と同じだけＡＤ変換器（ＡＤＣ）を備えることが好ましいが、一つのＡＤＣを順々につなぎ換えて使用してもよい。
【０１８５】
（メモリ２６０）
メモリ２６０は、信号処理装置２５０によって処理された光学特性値分布を保持しておくものである。メモリに異なる測定条件によって得られた光学特性値分布を保持する。メモリは、測定条件の数だけメモリを用意することが好ましい。
【０１８６】
なお、メモリはデータを一時的に保持しておき、柔軟な表示方法を行えるようにするものであるが、メモリを用いずに信号処理装置２５０が、表示装置２８０に直接データを送ってもよい。
【０１８７】
なお、信号処理装置２５０がメモリ２６０を備えていてもよいし、表示装置２８０がメモリ２６０を備えていてもよい。
【０１８８】
（表示装置２８０）
表示装置２８０は、データを表示する表示領域を備えている。また、表示装置２８０は、複数の表示領域を備えていてもよい。なお、本発明においては、表示手段とは、１つの表示装置または複数の表示装置のことを指す。
【０１８９】
また、表示装置２８０は、表示条件やポインタを操作するのに使用する操作部を備えていることが好ましい。さらに、操作部は各表示領域にひとつ備えていることが好ましい。また、操作部はタッチパネルでも良いし、メカニカルスイッチなどのハード操作でもよい。なお、操作部は、表示装置２８０以外の装置、例えば信号処理装置２５０に設けられていてもよい。また、操作部は、独立した装置であってもよい。
【０１９０】
また、複数の表示領域は連動して同じ場所、範囲、ダイナミックレンジで表示されることが好ましいが、個別に調整してもよい。このような調整に必要な画像処理は信号処理装置２５０が行ってもよい。
【０１９１】
また、信号処理装置２５０と表示装置２８０とは一体に設けられてもよい。
【符号の説明】
【０１９２】
２３０  被検体
２４０  音響波検出器
２５０  信号処理装置
２５２  光学特性値分布取得モジュール
２５３  データ処理モジュール
【図１】
2013188311.tif 000007
【図２】
2013188311.tif 000008
【図３】
2013188311.tif 000009
【図４】
2013188311.tif 000010
【図５】
2013188311.tif 000011
【図６】
2013188311.tif 000012
【図７】
2013188311.tif 000013
【図８】
2013188311.tif 000014
【図９】
2013188311.tif 000015
【図１０】
2013188311.tif 000016
【図１１】
2013188311.tif 000017
【図１２】
2013188311.tif 000018
【図１３】
2013188311.tif 000019
【図１４】
2013188311.tif 000020