(57)【要約】【課題】内視鏡の処置具に保持した部分を良好に観察可能な内視鏡システムを得る。【解決手段】生体内に挿入される部分６０を有し、この部分６０に、被検体（生体組織）Ｈを保持する処置具６２、６３が配設されてなる内視鏡装置と、被検体Ｈにその内部で吸収される波長の光を照射する光照射手段６７、６８と、前記光の照射により被検体Ｈから発せられた音響波を検出する音響波検出手段１１とを備え、音響波検出手段１１が出力した音響波検出信号に基づいて被検体Ｈを計測する光音響計測装置とからなる内視鏡システムであって、光照射手段６７、６８および音響波検出手段１１を、処置具６２、６３に保持された被検体Ｈ側を向く状態にして取り付ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に挿入される部分を有し、この部分に、被検体の一部を保持する処置具が配設されてなる内視鏡装置と、
被検体にその内部で吸収される波長の光を照射する光照射手段と、前記光の照射により被検体から発せられた音響波を検出する音響波検出手段とを備え、前記音響波検出手段が出力した音響波検出信号に基づいて被検体を計測する光音響計測装置とからなる内視鏡システムであって、
前記光照射手段および音響波検出手段が、前記処置具に保持された被検体の一部側を向く状態にして取り付けられていることを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記処置具が、開閉動作して被検体の一部を把持する１対のアームを有するものであり、
前記１対のアームの一方に前記光照射手段が取り付けられ、
前記１対のアームの他方に前記音響波検出手段が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記処置具が、開閉動作して被検体の一部を把持する１対のアームを有するものであり、
前記１対のアームの双方にそれぞれ前記音響波検出手段が取り付けられ、
前記１対のアームを開閉動作可能に保持する部分に前記光照射手段が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記処置具が、被検体の一部を締め付け保持する環状のスネアを有するものであり、
前記スネアを保持する部分に前記光照射手段および音響波検出手段が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記光照射手段が、光ファイバの先端部に導光部材が光学的に結合されてなるものであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記音響波検出手段が、超音波トランスデューサからなるものであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織等の被検体に光を照射し、光照射に伴って発生する音響波に基づいて被検体を計測する光音響計測装置および内視鏡によって構成される内視鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１や非特許文献１に示されているように、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する内視鏡システムが知られている。この内視鏡システムにおいては、例えばパルスレーザ光等のパルス光が生体内に照射される。このパルス光の照射を受けた生体内部では、パルス光のエネルギーを吸収した生体組織が熱によって体積膨張し、音響波（音響信号）を発生する。そこで、この音響波を超音波プローブなどで検出し、その検出信号に基づいて生体内部を可視像化することが可能となっている。
【０００３】
他方、特許文献２や特許文献３に示されるように、鉗子口を通して生体の体腔内等に挿入される部分に処置具を取り付けてなる内視鏡装置も従来公知となっている。この種の内視鏡装置に対しては、例えば処置具により切除しようとしている部位がどのようなものであるか確認したいという要求がある。
【０００４】
この要求に応えるために特許文献２には、内視鏡の先端に配置された１対の穿刺針のうち、一方の穿刺針の先端に光出射端を形成し、他方の穿刺針の先端に音響波を受信する受信素子を形成して、光照射を受けた被検部位の光吸収係数を測定し、その測定結果に基づいて被検部位の病変部の有無等を診断できるようにした光音響分光測定用プローブが提案されている。
【０００５】
また特許文献３には、開閉する２つのアームで異物を挟んで切除する異物鉗子を有する内視鏡において、各アームにＭＲ画像形成用のＲＦコイルを配設し、２つのアームで挟まれた部分のＭＲ画像を生成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１３８０号公報
【特許文献２】特開昭５７−４０６３２号公報
【特許文献３】特開平９−２３８９２４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】A High-Speed Photoacoustic Tomography System based on a Commercial Ultrasound and a Custom Transducer Array, Xueding Wang, Jonathan Cannata, Derek DeBusschere, Changhong Hu, J. Brian Fowlkes, and Paul Carson, Proc. SPIE Vol. 7564, 756424 (Feb.23, 2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし特許文献２に開示された装置は、生体組織を刺す構造を用いているため、生体組織から出血させる可能性が認められる。
【０００９】
また特許文献３に開示された装置は、ＭＲ画像を形成するものであるので、コストが極めて高いものになるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡の処置具に保持された生体組織等を、安全かつ簡便に計測することができる低コストの内視鏡システム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】
【００１１】
本発明による内視鏡システムは、
被検体内に挿入される部分を有し、この部分に、被検体の一部を保持する処置具が配設されてなる内視鏡装置と、
被検体にその内部で吸収される波長の光を照射する光照射手段と、前記光の照射により被検体から発せられた音響波を検出する音響波検出手段とを備え、前記音響波検出手段が出力した音響波検出信号に基づいて被検体を計測する光音響計測装置とからなる内視鏡システムであって、
前記光照射手段および音響波検出手段が、前記処置具に保持された被検体の一部側を向く状態にして取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで上記の「計測」とは、例えば被検体における腫瘍の有無を検出するためにその硬さ等の特性を計測することを意味するのは勿論のこと、計測した被検体の形状や状態を示すためにそれを画像化することも含むものとする。
【００１３】
なお、この本発明による内視鏡システムにおいては、
前記処置具が、開閉動作して被検体の一部を把持する１対のアームを有するものであり、
前記１対のアームの一方に光照射手段が取り付けられ、
前記１対のアームの他方に音響波検出手段が取り付けられていることが望ましい。
【００１４】
あるいは、前記処置具が、開閉動作して被検体の一部を把持する１対のアームを有するものであり、
前記１対のアームの双方にそれぞれ音響波検出手段が取り付けられ、
前記１対のアームを開閉動作可能に保持する部分に光照射手段が取り付けられていてもよい。
【００１５】
さらには、前記処置具が、被検体の一部を締め付け保持する環状のスネアを有するものであり、
前記スネアを保持する部分に光照射手段および音響波検出手段が取り付けられていてもよい。
【００１６】
また上記の光照射手段としては、光ファイバの先端部に導光部材が光学的に結合されてなるものを好適に用いることができる。
【００１７】
他方、音響波検出手段としては、超音波トランスデューサからなるものを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による内視鏡システムによれば、光音響計測装置を構成する光照射手段および音響波検出手段が、処置具に保持された被検体の一部側を向く状態にして取り付けられているので、これらの光照射手段および音響波検出手段を利用して、処置具に保持された被検体の一部を計測することができる。こうして被検体を計測する装置は、ＭＲ画像を生成する装置等に比べれば著しく低いコストで実現可能であり、また、生体組織を穿刺するような構造は持たないものであるから、安全に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による内視鏡システムの構成を示す概略図
【図２】図１の内視鏡システムを構成する光音響計測装置を示すブロック図
【図３】図１の内視鏡システムを構成する内視鏡装置の要部を示す側面図
【図４】図１の内視鏡システムにおいて出力される音響波検出信号を示す概略図
【図５】光照射手段および音響波検出手段の別の配置例を示す側面図
【図６】光照射手段および音響波検出手段のさらに別の配置例を示す側面図
【図７】図６の構成の一部を示す正面図
【図８】光照射手段および音響波検出手段のさらに別の配置例を示す正面図
【図９】本発明に適用される別の光音響計測装置の一部構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による内視鏡システム１の基本構成を示すものである。図示の通りこの内視鏡システム１は、光音響計測装置の一例としての光音響画像化装置１０と、被験者の体腔内に挿入される部分を有して体腔内の観察部位を撮像する内視鏡装置５０とから構成されている。
【００２１】
内視鏡装置５０は、被験者の体腔内に挿入される挿入部５１と、操作者による所定の操作指示を受け付けるスイッチなどを有し、挿入部５１に一体的に設けられた操作部５２と、操作部５２を光音響画像化装置１０や内視鏡装置を制御するプロセッサ（図示せず）に接続するためのケーブル５３とを備えている。また挿入部５１の内部には、鉗子等の処置具を導入させる鉗子管路５４が設けられている。鉗子管路５４は、挿入部５１の長さ方向に延設され、操作部５２近傍に設けられた鉗子口から挿入部５１の先端の鉗子出口まで連通された管路である。
【００２２】
一方光音響画像化装置１０は、超音波ユニット１２、レーザ光源ユニット１３、および画像表示手段１４を備えている。以下、この光音響画像化装置１０の基本構成を示す図２を参照して、光音響画像化装置１０について詳しく説明する。
【００２３】
上記レーザ光源ユニット１３は、例えば中心波長８００ｎｍのレーザ光を発するものとされている。レーザ光源ユニット１３から出射したパルスレーザ光は被検体Ｈに照射される。なお本実施形態において上記被検体Ｈは、具体的には内視鏡装置１０の処置具に保持された生体組織となるが、この点については後に詳しく説明する。プローブ１１は、後述するように超音波トランスデューサを内蔵するものであって、被検体Ｈが上記パルスレーザ光を吸収することで生じた超音波（音響波）を検出する。
【００２４】
超音波ユニット１２は、受信回路２１、ＡＤ変換手段２２、受信メモリ２３、データ分離手段２４、画像再構成手段２５、検波・対数変換手段２６、画像構築手段２７を有している。画像構築手段２７の出力は、例えばＣＲＴや液晶表示装置等からなる画像表示手段１４に入力される。さらに超音波ユニット１２は、送信制御回路３０、および超音波ユニット１２内の各部等の動作を制御する制御手段３１を有している。
【００２５】
上記受信回路２１は、プローブ１１が出力した音響波検出信号を受信する。ＡＤ変換手段２２はサンプリング手段であり、受信回路２１が受信した音響波検出信号をサンプリングして、デジタル信号である光音響データに変換する。このサンプリングは、例えば外部から入力されるＡＤクロック信号に同期して、所定のサンプリング周期でなされる。
【００２６】
レーザ光源ユニット１３は、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザや、アレキサンドライトレーザ等からなるＱスイッチパルスレーザ３２と、その励起光源であるフラッシュランプ３３とを含むものである。このレーザ光源ユニット１３には、前記制御手段３１から光出射を指示する光トリガ信号が入力されるようになっており、該光トリガ信号を受けると、フラッシュランプ３３を点灯させてＱスイッチパルスレーザ３２を励起する。制御手段３１は、例えばフラッシュランプ３３がＱスイッチパルスレーザ３２を十分に励起させると、Ｑスイッチトリガ信号を出力する。Ｑスイッチパルスレーザ３２は、Ｑスイッチトリガ信号を受けるとそのＱスイッチをオンにし、波長８００ｎｍのパルスレーザ光を出射させる。
【００２７】
ここで、フラッシュランプ３３の点灯からＱスイッチパルスレーザ３３が十分な励起状態となるまでに要する時間は、Ｑスイッチパルスレーザ３３の特性などから見積もることができる。なお、上述のように制御手段３１からＱスイッチを制御するのに代えて、レーザ光源ユニット１３内において、Ｑスイッチパルスレーザ３２を十分に励起させた後にＱスイッチをオンにしてもよい。その場合は、Ｑスイッチをオンにしたことを示す信号を超音波ユニット１２側に通知してもよい。
【００２８】
本発明の内視鏡システムにおける光音響画像化装置１０は、光音響画像の他に、反射超音波による超音波画像を取得するように構成されてもよい。以下、そのようにした場合について説明する。制御手段３１は、送信制御回路３０に、超音波送信を指示する超音波トリガ信号を入力する。送信制御回路３０は、この超音波トリガ信号を受けると、プローブ１１の超音波トランスデューサから超音波を送信させる。制御手段３１は、先に前記光トリガ信号を出力し、その後、超音波トリガ信号を出力する。光トリガ信号が出力されることで被検体に対するレーザ光の照射、および音響波の検出が行われ、その後、超音波トリガ信号が出力されることで被検体に対する超音波の送信、および反射超音波の検出が行われる。
【００２９】
制御手段３１はさらに、ＡＤ変換手段２２に対して、サンプリング開始を指示するサンプリングトリガ信号を出力する。このサンプリングトリガ信号は、前記光トリガ信号が出力された後で、かつ超音波トリガ信号が出力される前、より好ましくは被検体に実際にレーザ光が照射されるタイミングで出力される。そのためにサンプリングトリガ信号は、例えば制御手段３１がＱスイッチトリガ信号を出力するタイミングに同期して出力される。ＡＤ変換手段２２は上記サンプリングトリガ信号を受けると、プローブ１１が出力して受信回路２１が受信した音響波検出信号のサンプリングを開始する。
【００３０】
制御手段３１は、光トリガ信号を出力した後、音響波の検出を終了するタイミングで超音波トリガ信号を出力する。このとき、ＡＤ変換手段２２は音響波検出信号のサンプリングを中断せず、サンプリングを継続して実施する。言い換えれば、制御手段３１は、ＡＤ変換手段２２が音響波検出信号のサンプリングを継続している状態で、超音波トリガ信号を出力する。超音波トリガ信号に応答してプローブ１１が超音波送信を行うことで、プローブ１１の検出対象は、音響波から反射超音波に変わる。ＡＤ変換手段２２は、検出された超音波検出信号のサンプリングを継続することで、音響波検出信号と超音波検出信号とを、連続的にサンプリングする。
【００３１】
ＡＤ変換手段２２は、サンプリングして得られた光音響データおよび超音波データを、共通の受信メモリ２３に格納する。受信メモリ２３に格納されたサンプリングデータは、ある時点までは光音響データであり、ある時点からは超音波データとなる。データ分離手段２４は、受信メモリ２３に格納された光音響データと超音波データとを分離する。
【００３２】
以下、光音響画像あるいは反射超音波画像の生成および表示について説明する。図２のデータ分離手段２４には、受信メモリ２３から読み出された超音波データおよび、波長８００ｎｍのパルスレーザ光を被検体に照射して得られた光音響データが入力される。データ分離手段２４は、光音響画像の生成時には光音響データのみを後段の画像再構成手段２５に入力する。画像再構成手段２５はこの光音響データに基づいて、光音響画像を示すデータを再構成する。
【００３３】
検波・対数変換手段２６は上記光音響画像を示すデータの包絡線を生成し、次いでその包絡線を対数変換してダイナミックレンジを広げる。検波・対数変換手段２６はこれらの処理後のデータを画像構築手段２７に入力する。画像構築手段２７は入力されたデータに基づいて、パルスレーザ光により走査された断面に関する光音響画像を構築し、その光音響画像を示すデータを画像表示手段１４に入力する。それにより画像表示手段１４には、上記断面に関する光音響画像が表示される。
【００３４】
また、データ分離手段２４が分離した超音波データに基づいて、被検体の超音波画像を生成、表示することも可能である。その超音波画像の生成、表示は、従来公知の方法によって行えばよく、本発明とは直接関連が無いので詳しい説明は省略するが、そのような超音波画像と光音響画像とを重ね合わせて表示させることも可能である。
【００３５】
次に、プローブ１１の周辺の構成について、図３を参照して詳しく説明する。図３は、図１の挿入部５１内に形成された鉗子管路５４の中に挿通される軸部６０の先端近傍部分を示す側面図である。軸部６０の先端部にはアーム保持部６１が取り付けられ、このアーム保持部６１には１対のアーム６２、６３が揺動軸６４を軸に揺動して開閉自在に保持されている。
【００３６】
以上の要素６０〜６４は内視鏡の処置具を構成するものであり、軸部６０はアーム６２、６３を開閉操作するためのワイヤ等と共に図１の鉗子管路５４の端部から引き出され、操作部５２の操作機構に上記ワイヤ等が接続されている。また軸部６０の先端部は、図１の挿入部５１の先端から前方に（同図で右側に）突出しており、挿入部５１の先端部が体腔内等に挿入されると、その体腔内等に１対のアーム６２、６３が存在する状態となる。そこで、上記操作機構を操作することによりアーム６２、６３を開閉させて、それらの間に生体組織Ｈを把持することが可能になっている。
【００３７】
ここで一方のアーム６２には前述したプローブ１１が取り付けられ、他方のアーム６３には、導光体６７が取り付けられている。プローブ１１は複数の超音波トランスデューサ６５が１列に並設されてなるものであり、１対のアーム６２、６３が生体組織Ｈを把持した状態下で、超音波トランスデューサ６５を並設している面が生体組織Ｈ側を向くように配設されている。これらの超音波トランスデューサ６５は、図１の挿入部５１内を延び、ケーブル５３の一部となる電気ケーブル６６を介して、図２の超音波ユニット１２と接続されている。
【００３８】
また図３の導光体６７は光散乱性のものであり、その端面には光ファイバ６８の先端部が光学的に結合されている。光ファイバ６８も図１のケーブル５３の一部となるものであり、レーザ光源ユニット１３が発したパルスレーザ光を伝搬させ、そのパルスレーザ光を上記端面から導光体６７内に入射させる。導光体６７内に入射したパルスレーザ光は、該導光体６７の一つの表面から出射して生体組織Ｈに照射される。ここで導光体６７は、パルスレーザ光が出射する上記表面が、アーム６２、６３に把持された生体組織Ｈ側を向くように配置されている。
【００３９】
以上の構成によれば、アーム６２、６３に把持された生体組織Ｈに導光体６７からパルスレーザ光を照射させ、そのとき生体組織Ｈが発した音響波をプローブ１１によって検出することができる。したがって、この検出で得られた音響波検出信号を図１の受信回路２１に入力させれば、その後は前述したのと同様の処理によって、複数の超音波トランスデューサ６５が並ぶ面内に関する生体組織Ｈの光音響画像を生成、表示させることができる。なお、音響波検出信号の時間経過に伴う変化の様子の一例を図４に示す。
【００４０】
先に述べた通り光音響画像化は、血管を画像化して示すのに適しているので、例えばアーム６２、６３に把持された生体組織Ｈに血液が流れているか否かを調べて、それを切除してもよいかどうか判断する等のために極めて有用である。
【００４１】
次に、本発明の内視鏡システムに適用することができる、光照射手段と音響波検出手段の別の配置例について、図５を参照して説明する。なおこの図５において、図３中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。
【００４２】
この図５の構成においては、１対のアーム６２、６３にそれぞれプローブ１１が取り付けられ、その一方で光照射手段としては、棒状の導光体６９と、先端がこの導光体６９の後端面に光学的に結合された光ファイバ６８とからなるものが適用されている。なお導光体６９の先端部は、アーム６２、６３に把持された生体組織Ｈ側を向くようにして、アーム保持部６１に取り付けられている。
【００４３】
この構成においては、棒状の導光体６９の先端から出射したパルスレーザ光が生体組織Ｈに照射される。それにより生体組織Ｈが発した音響波は、２つのプローブ１１によって検出可能である。したがって、これら２つのプローブ１１から得られる音響波検出信号を図１の受信回路２１に入力させれば、その後は前述したのと同様の処理によって、２つのプローブ１１における複数の超音波トランスデューサ６５（図３参照）が並ぶ面内に関する生体組織Ｈの光音響画像を生成、表示させることができる。そしてこの場合は、２つのプローブ１１によって音響波をより効率良く検出可能となる。
【００４４】
次に、本発明の内視鏡システムに適用することができる、光照射手段と音響波検出手段のさらに別の配置例について、図６の側面図および図７の正面図を参照して説明する。ここに示す例においては、生体組織Ｈを保持するために、環状のワイヤスネア７１が用いられている。このワイヤスネア７１は、病変しているポリープ等の生体組織Ｈに引っ掛けた後、そこに高周波電流を流すことによって生体組織Ｈを切除するためのものである。このワイヤスネア７１はスネア保持部７０に保持され、このスネア保持部７０が軸部６０の先端に固定されている。
【００４５】
図７は、上記スネア保持部７０をワイヤスネア７１の側から見た状態を示す正面図である。ここに示されるように、スネア保持部７０には円形の貫通孔７０ａが形成され、またそれに整合するように軸部６０にも貫通孔６０ａが形成され、それらの貫通孔７０ａおよび６０aを通して棒状の導光体６９が配設されている。一方スネア保持部７０の表面部分には、１つの超音波トランスデューサ７２が受信面をワイヤスネア７１側に向けて固定されている。
【００４６】
この構成においては、棒状の導光体６９の先端から出射したパルスレーザ光が生体組織Ｈに照射される。それにより生体組織Ｈが発した音響波は、１つの超音波トランスデューサ７２によって検出される。したがって、この超音波トランスデューサ７２が出力する音響波検出信号を図１の受信回路２１に入力させれば、その後は前述したのと同様の処理によって、超音波トランスデューサ７２が臨む位置に例えば血管等の光吸収体が存在するか否かを画像化して示すことができる。
【００４７】
なおこの例では超音波トランスデューサ７２が１つだけ設けられているが、図８に示すように例えば棒状の導光体６９の周りに配置する形で複数設け、それらの超音波トランスデューサ７２の出力信号を合成して利用するようにしてもよい。
【００４８】
また、パルスレーザユニットを構成するレーザ光源としては、上記実施形態で用いられた固体レーザの他、発振波長が最大８００ｎｍ程度のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ、発振波長が最大９００ｎｍ程度のＩｎＧａＡｓ系半導体レーザ等も適用可能である。さらには、半導体レーザを種光源とする光増幅型レーザ光源と光波長変換素子との組み合わせからなるもの、より具体的には、波長１５６０ｎｍ程度のレーザ光を発する半導体レーザと、そのレーザ光を増幅する偏波保存型Ｅｒ（エルビウム）添加光ファイバからなるファイバ増幅器と、そこで増幅されたレーザ光を波長７８０ｎｍ程度の第２高調波に変換するＳＨＧ（第２高調波発生）素子とからなるもの等も適用可能である。
【００４９】
また本発明の内視鏡システムを構成する光音響計測装置は、上記実施形態における装置に限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正および変更を施したものも、本発明において適用可能である。
【００５０】
例えば、上に述べた実施形態の光音響画像化装置１０は反射超音波による超音波画像も取得、表示できるように構成されたものであるが、光音響画像化装置はそのような機能は備えないものとして構成されても構わない。
【００５１】
また光音響計測装置は、上述のような画像化を行う装置に限らず、例えば被検体における腫瘍の有無を検出するためにその硬さ等の特性を計測して、その計測した結果を表示、記録するような装置として構成されてもよい。
【００５２】
また本発明の内視鏡システムには、デコンボリューション処理を施すようにした光音響計測装置も適用可能である。図９は、そのデコンボリューション処理を施すように構成された光音響画像化装置の一部を示すブロック図である。この図９の構成は、例えば図１に示した画像再構成手段２５と検波・対数変換手段２６との間に挿入されるものであり、光微分波形逆畳込み手段４０およびその後段に接続された補正手段４６とからなる。そして分波形逆畳込み手段４０は、フーリエ変換手段４１、４２、逆フィルタ演算手段４３、フィルタ適用手段４４、およびフーリエ逆変換手段４５から構成されている。
【００５３】
上記分波形逆畳込み手段４０は、画像再構成手段２５が出力した光音響画像を示すデータから、被検体に照射されたパルスレーザ光の光強度の時間波形を微分した光パルス微分波形をデコンボリューションする。このデコンボリューションにより、吸収分布を示す光音響画像データが得られる。
【００５４】
以下、このデコンボリューションについて詳しく説明する。光微分波形逆畳込み手段４０のフーリエ変換手段（第１のフーリエ変換手段）４１は、離散フーリエ変換により、再構成された光音響画像データを時間領域の信号から周波数領域の信号へと変換する。フーリエ変換手段（第２のフーリエ変換手段）４２は、離散フーリエ変換により、光パルス微分波形を所定のサンプリングレートでサンプリングした信号を時間領域の信号から周波数領域の信号へと変換する。フーリエ変換のアルゴリズムには、例えばＦＦＴを用いることができる。
【００５５】
本実施形態においては、ＡＤ変換手段２２における音響波検出信号のサンプリングレートと、光パルス微分波形のサンプリングレートとは等しいものとする。例えば音響波検出信号はＦｓ＝４０ＭＨｚのサンプリングクロックに同期してサンプリングされており、光微分パルスも、Ｆｓ＿ｈ＝４０ＭＨｚのサンプリングレートでサンプリングされている。フーリエ変換手段４１は、４０ＭＨｚでサンプリングした結果得られた、画像再構成手段２５が出力する光音響画像データを、例えば１０２４点のフーリエ変換でフーリエ変換する。また、フーリエ変換手段４２は、４０ＭＨｚでサンプリングされた光パルス微分波形を１０２４点のフーリエ変換でフーリエ変換する。
【００５６】
逆フィルタ演算手段４３は、フーリエ変換された光パルス微分波形の逆数を逆フィルタとして求める。例えば逆フィルタ演算手段４３は、光パルス微分波形ｈをフーリエ変換した信号をｆｆｔ＿ｈとしたとき、conj(fft_h)/abs(fft_h)2を逆フィルタとして求める。フィルタ適用手段４４は、フーリエ変換手段４１でフーリエ変換された光音響画像データに、逆フィルタ演算手段４３で求められた逆フィルタを適用する。フィルタ適用手段４４は、例えば、要素ごとに、光音響画像データのフーリエ係数と逆フィルタのフーリエ係数とを乗算する。逆フィルタが適用されることで、周波数領域の信号において、光パルス微分波形がデコンボリューションされる。フーリエ逆変換手段４５は、フーリエ逆変換により、逆フィルタが適用された光音響画像データを、周波数領域の信号から時間領域の信号へと変換する。フーリエ逆変換により、時間領域の吸収分布信号が得られる。
【００５７】
以上述べた処理を行うことにより、光微分項がコンボリューションされた音響波検出信号から光微分項を除去することができ、音響波検出信号から吸収分布を求めることができる。そのような吸収分布を画像化した場合には、吸収分布画像を示す光音響画像が得られる。
【００５８】
なお補正手段４６は、光パルス微分波形がデコンボリューションされたデータを補正し、光パルス微分波形がデコンボリューションされたデータから、プローブ１１における超音波振動子の受信角度依存特性の影響を除去する。また、補正手段４６は、受信角度依存特性に加えて、またはこれらに代えて、光パルス微分波形がデコンボリューションされたデータから被検体における光の入射光分布の影響を除去する。なお、このような補正を行わずに、光音響画像の生成を行ってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１      内視鏡システム
１０    光音響画像化装置
１１    プローブ
１２    超音波ユニット
１３    レーザ光源ユニット
１４    画像表示手段
２１    受信回路
２２    ＡＤ変換手段
２３    受信メモリ
２４    データ分離手段
２５    画像再構成手段
２６    検波・対数変換手段
２７    画像構築手段
３０    送信制御回路
３１    制御手段
３２    Ｑスイッチレーザ
３３    フラッシュランプ
４１、４２    フーリエ変換手段
４３    逆フィルタ演算手段
４４    フィルタ適用手段
４５    フーリエ逆変換手段
５０    内視鏡装置
５１    内視鏡の挿入部
５２    内視鏡の操作部
５３    内視鏡のケーブル
５４    内視鏡の鉗子管路
６０    軸部
６１    アーム保持部
６２、６３    アーム
６４    揺動軸
６５、７２    超音波トランスデューサ
６６    電気ケーブル
６７、６９    導光体
６８    光ファイバ
７０    スネア保持部
７１    ワイヤスネア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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