(57)【要約】【課題】光音響測定時に被検体を圧迫保持する際、圧迫条件を容易に適正化するための技術を提供する。【解決手段】被検体を圧迫して保持する複数の部材を有し、光を照射された被検体から伝搬する音響波に基づいて被検体内の特性情報を生成する被検体情報取得装置であって、被検体を圧迫する際の基準値である第一の圧迫条件を取得する手段と、複数の部材により被検体が圧迫されている状態を示す第二の圧迫条件を取得する手段と、第一の圧迫条件および第二の圧迫条件に基づく情報を出力する出力手段を有する被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を圧迫して保持する複数の部材を有し、光を照射された前記被検体から伝搬する音響波に基づいて当該被検体内の特性情報を生成する被検体情報取得装置であって、
前記被検体を圧迫する際の基準値である第一の圧迫条件を取得する手段と、
前記複数の部材により前記被検体が圧迫されている状態を示す第二の圧迫条件を取得する手段と、
前記第一の圧迫条件および第二の圧迫条件に基づく情報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記第一の圧迫条件は、前記被検体に対する圧迫力である
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】
前記第一の圧迫条件は、圧迫された前記被検体の厚さである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記出力手段は、前記第一の圧迫条件および第二の圧迫条件に基づいて、前記被検体の圧迫の状態を前記第一の圧迫条件に近づけるための、前記複数の部材の操作に関するガイド情報を出力する
ことを特徴とする請求項１ないし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】
前記ガイド情報は、前記複数の部材による前記被検体の圧迫を強めるか、または緩めるかを示す情報である
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】
前記第一の圧迫条件を取得する手段は、前記被検体に関する過去の圧迫条件を取得する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】
前記被検体は生体の測定部位であり、
前記第一の圧迫条件を取得する手段は、前記測定部位の特性に基づく値を取得する
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８】
前記出力手段は、前記第一の圧迫条件および第二の圧迫条件に基づく情報を、表示パネルに出力する
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
前記出力手段は、前記第一の圧迫条件および第二の圧迫条件に基づく情報を、音声により出力する
ことを特徴とする請求項１ないし７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に関する。 
【背景技術】
【０００２】
近年、生体にレーザ光を照射して光音響効果による超音波（光音響波）を発生させ、この光音響波を解析することで、生体表面および内部の構造・状況を画像化して解析する技術が考案されている（特許文献１参照）。この技術は光音響測定や光音響トモグラフィとも呼ばれ、非侵襲で検査が行えるため、人体内部の検査のために医療転用する動きもみられている。
【０００３】
例えば、乳がん検診を目的とした光音響測定装置が開発されている（非特許文献１参照）。かかる光音響測定装置では、照射したレーザ光および発生した光音響波が生体内で減衰して、画像が不鮮明になることを抑制するために、乳房を薄く平らな形状にするための圧迫保持機構を有するものが多い。
【０００４】
一方、医療機関における乳がんの検査診断目的としては現在、Ｘ線マンモグラフィが利用されている。Ｘ線マンモグラフィにおいても、乳房を薄く平らな形状にするための圧迫保持機構を有する装置構成が一般的である。Ｘ線照射では、乳腺組織と腫瘍部分が白く、脂肪部分が黒く見える画像が取得される。乳腺組織と腫瘍部分が重なり合うと、小さな腫瘍部分の存在を見落としてしまう恐れがある。また、照射放射線量も、厚みの薄い組織であるほど、減らすことができる。すなわち、Ｘ線マンモグラフィが圧迫保持機構を具備することの目的は、乳腺組織と腫瘍部分の重なりを軽減すること、および、放射線量を少しでも減らすことにある。
【０００５】
乳がん検診においては、左右の乳房を撮影するのが一般的である。読影の際には左右の乳房の撮影画像を並べて表示し、双方の画像を見比べながら腫瘍の有無を確認する。
上記のように比較画像を用いて適正に診断するためには、比較画像双方において、同じように圧迫された乳房を撮影した画像であることが好ましい。しかし現状では、乳房の圧迫状態が一様となるようにポジショニングするためには、保持機構を操作するオペレータの技量に頼るところが大きい。
【０００６】
そこで、圧迫保持された乳房の外形情報に対し、以前に撮影した乳房の外形情報を重ね合わせて表示することで、乳房のポジショニングの再現性を向上させる装置も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５８４００２３号明細書
【特許文献２】特開２００８−８６３８９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】S. A. Ermilov et al., Development of laser optoacoustic and ultrasonic imaging system for breast cancer utilizing handheld array probes, Photons Plus Ultrasound: Imaging and Sensing 2009, Proc. of SPIE vol. 7177, 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のＸ線マンモグラフィにおいては、乳房のポジショニングの再現性は向上するものの、測定時における乳房の厚さや乳房にかかる圧迫力など、ポジショニング以外の圧迫条件の再現に関して対応されていなかった。これは、Ｘ線マンモグラフィにおいては、乳房の厚さや圧迫力が診断画像に大きな影響を与えないためである。
【００１０】
一方、光音響測定においては、レーザ照射方向に対する被検部位の厚みと圧迫力、つまり、乳房の厚さと乳房保持にかかる圧迫力は、診断画像の画質に影響を与えることが分かっている。
【００１１】
一般的に光音響測定においては、被検部位の厚み方向に対してある程度浅い領域でないと診断画像の画質が低下し、検査精度が下がる傾向がある。これは、生体に照射したレーザ光が生体内で減衰すること、および、生体内で発生した光音響波が生体内で減衰することに起因する。このため、圧迫保持機構は、乳房を変形させて、レーザ光の入射経路に対する被検部位の厚みを薄くするように設計されている。
【００１２】
また圧迫力に関しても、圧迫保持の具合により被検体内部の硬度が変われば、内部を伝搬する光音響波の速度が変化する。生体内部の光音響波の伝搬速度を正確に算出して再構成の演算に反映しないと診断画像の画質に影響を与えてしまうため、画像比較の観点からは、測定毎に圧迫力が一様であることが好ましい。
【００１３】
一方で、乳房の圧迫保持に関して負担を感じる度合いには個人差があるため、被検者によっては圧迫力を軽くする必要があったり、長い時間の圧迫固定には耐えられなかったりする。被検者の負担を軽減しつつ必要な検査精度を確保し、さらには過去の測定結果と比較するために、保持状況を再現させることが望まれているが、そのためにオペレータの高い技量が要求されていることが課題となっている。
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光音響測定時に被検体を圧迫保持する際、圧迫条件を容易に適正化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】
【００１５】
本発明は以下の構成を採用する。すなわち、被検体を圧迫して保持する複数の部材を有し、光を照射された前記被検体から伝搬する音響波に基づいて当該被検体内の特性情報を生成する被検体情報取得装置であって、前記被検体を圧迫する際の基準値である第一の圧迫条件を取得する手段と、前記複数の部材により前記被検体が圧迫されている状態を示す第二の圧迫条件を取得する手段と、前記第一の圧迫条件および第二の圧迫条件に基づく情報を出力する出力手段と、を有することを特徴とする被検体情報取得装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光音響測定時に被検体を圧迫保持する際、圧迫条件を容易に適正化するための技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施例における装置構成を説明する図。
【図２】実施例１におけるガイド情報表示を説明する図。
【図３】実施例２におけるガイド情報表示を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、形状及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。
【００１９】
本発明は、被検体に光（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、被検体内の特性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に係る。このとき取得される特性情報とは、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。物質の濃度分布とは、例えば、酸素飽和度分布や酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などである。このような特性情報は、被検体の状態を示す情報という意味で、被検体情報とも呼べる。従って本発明の光音響測定装置は、被検体情報取得装置と呼ぶこともできる。
【００２０】
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、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。
【００２１】
まず、図１を参照しながら、本実施形態にかかる光音響測定装置の構成を説明する。
本実施形態の光音響測定装置は、基本的なハード構成として、レーザ光源１００、光学系１０１、探触子１０４を有する。装置はさらに、圧迫プレート１０５およびベースプレート１０６、ハンドル１０７、リニアスケール１０８、ロードセル１０９、コントローラ部１１０を有する。被検体１０３は、被検者たる生体の乳房である。
【００２２】
（光照射と光音響波取得の機構）
レーザ光源１００から照射されたレーザ光は、光学系１０１を経由して、被検体１０３に照射される。光源としてはレーザの他に、発光ダイオードなど種々のものが用いられる。照射光の波長は、被検体内部の光吸収体に応じて定めることができ、例えば近赤外光を使用すれば、血液および血管に特異的に吸収されて光音響波を発生させることができる。
【００２３】
探触子１０４は、光音響効果により被検体１０３内部から発生し伝搬した光音響波を受信する。探触子１０４としては圧電素子やＣＭＵＴなど、音響波を受信して電気信号に変換する素子を１個または複数配置したものが用いられる。電気信号は必要に応じて増幅やデジタル化などの処理を施される。
【００２４】
コントローラ部１１０は、探触子により取得された光音響波に基づく信号を解析し、被検体の特性情報（被検体情報）を得る。さらに被検体情報を画像データにして、表示装置に出力して表示させ、診断に利用できるようにする。
なお、本実施形態では乳房などの生体が被検体であるが、本発明に係る光音響測定装置の測定対象はこれに限られない。
【００２５】
（保持機構）
被検体１０３は、圧迫プレート１０５とベースプレート１０６の間に挟まれて圧迫保持される。探触子１０４は、被検体１０３から発せられる光音響波をベースプレート１０６ごしに取得できるように配置される。被検体はこれら複数のプレート状の部材により保持される。
ベースプレート１０６の材質は、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）が好適であるが、他の樹脂でも代替可能である。ベースプレートは音響波を通過させるために、被検体との音響インピーダンスの差が小さいことが好ましい。また被検体との間に音響整合剤を用いることで整合の度合いを高めることができる。
【００２６】
圧迫プレート１０５は、ベースプレート１０６との間に被検体を圧迫保持する。両者の間隙を調整することによって、圧迫保持の状態を変更できる。圧迫プレートとしては照射
光に対して高透過性と低減衰特性を有する材料が好ましい。
ハンドル１０７は、圧迫プレート１０５の駆動機構と連結されており、ハンドル１０７を操作することで圧迫プレート１０５が移動し、被検体１０３を圧迫、開放することができる。本実施形態においては、片側のプレートのみの駆動で被検体の保持を行うが、両側のプレートを駆動させて被検体を圧迫保持してもよい。
【００２７】
（圧迫条件測定機構）
リニアスケール１０８は、圧迫距離、すなわち圧迫保持された乳房の保持厚さを測定するために設置されている。本実施形態におけるリニアスケール１０８は、圧迫プレート１０５と、ベースプレート１０６の、乳房と接触している面の間の距離を測定できるよう、両プレートを支持する部材に設置されている。本実施例では圧迫距離測定手段としてリニアスケールを利用したが、プレート間の厚みを、光学的に測定するレーザ距離センサなど、代替のセンサを適用してもよい。
【００２８】
ロードセル１０９は、圧迫保持された乳房に加えられている圧迫力を測定する圧迫力測定手段である。ロードセル１０９は、圧迫力を電気信号に変換するセンサである。本実施形態においては、圧迫プレート１０５とベースプレート１０６を支持する部材との間に取り付けられ、圧迫プレート１０５とベースプレート１０６との間に加えられている圧迫力を乳房に加えられている圧迫力とみなして測定する。本実施例では測定手段として、ロードセルを利用したが、他のセンサを適用してもよい。また圧迫力に関しては、直接保持機構が乳房に印加している力でも、圧迫による被検体からの反力でも良く、単位面積当たりの力（応力）であっても良い。
【００２９】
上記リニアスケールおよびロードセルによって取得される圧迫距離情報および圧迫力情報は、被検体を圧迫する際の基準値として、装置内の記憶手段に格納されている。距離と圧迫力のいずれか一方を用いてもある程度の圧迫状態の再現は可能であるが、両方を用いることにより、再現精度を向上させることができる。以下、かかる基準値を第一の圧迫条件とも記載する。基準値としては例えば、以前に被検者を測定したときの記録に基づく、乳房の圧迫保持の具合を再現するための見本パラメータを用いることができる。また、乳房等の測定部位のサイズや被検者の年齢など、被検者の属性や、測定部位の特性など、身体的な特性に基づく推奨値も可能である。記憶手段としては、フラッシュメモリまたはＨＤＤに代表される不揮発の記憶装置などを利用できる。
【００３０】
（ガイド情報の表示）
また、本実施形態の光音響測定装置は、現在の測定対象である乳房に関して、乳房保持作業中の圧迫距離および圧迫力情報を第二の圧迫条件としてモニタする。そして、ガイド情報生成手段により、第一と第二の圧迫条件を比較し、圧迫操作のガイド情報を生成する。
【００３１】
生成され表示されるガイド情報は、圧迫操作を行うオペレータが、第一の圧迫条件を実現するために何をすべきかが分かるような情報である。例えば、乳房の圧迫距離が基準値より広い場合においては、さらに圧迫操作を続ければ良いことが分かるようなガイド情報を生成する。言い換えると、圧迫力が第一の圧迫条件よりも弱い場合には、圧迫を強める方向への保持機構の操作を促すようなガイド情報を表示する。逆に、圧迫力が第一の圧迫条件よりも強い場合には、圧迫を緩める方向に保持機構の操作を動かせばよいことを通知するためのガイド情報を生成する。
【００３２】
なお、基準値たる第一の圧迫条件と、現在の圧迫状態を示す第二の圧迫条件とを同時に並べて表示したり、交互に表示したりするだけでも、オペレータがどのような圧迫操作を行うかを判断する材料になるため本発明の効果は得られる。
【００３３】
また、第一の圧迫条件と第二の圧迫条件の差をゼロとすることは困難な場合があるため、第一の圧迫条件と第二の圧迫条件の誤差の許容閾値が設定されていることが好ましい。
また、保持操作のガイド情報は、乳房保持作業中のみに表示されることが好ましい。例えば、ハンドル１０７の操作により圧迫プレート１０５が動き始めたことをリニアスケール１０８で検知し、これをトリガにガイド情報の通知を開始する。一方、リニアスケール１０８の検出する値が一定時間変化しなければ、保持操作完了としてガイド情報の通知を終了する、などの方法が考えられる。
【００３４】
＜実施例１＞
本実施例において光音響測定装置は、さらに表示パネル２００を有する。表示パネル２００は、通常の光音響測定装置においても、装置ステータスなどの情報を表示するために設置されている。本実施例における表示パネル２００には、装置ステータスに加えて、乳房の保持距離や、乳房に加えられている圧迫力など、装置操作の上で参考となる情報や、具体的なガイド情報が表示される。本実施例では、表示パネルが出力手段に相当する。
【００３５】
図２に、本実施例における、保持操作のガイド情報の表示の一例である。図中の枠２０１は、表示パネル２００の表示画面である。
図２に示すように、保持操作を実施中、表示パネル２００には、目標とする第一の圧迫条件２０２と、現在の測定条件である第二の圧迫条件２０３がともに表示されている。表示される項目は、ここでは、圧迫力（単位Ｎ）および圧迫距離情報（単位ｍｍ）である。
【００３６】
さらに本実施例では、圧迫の状態を第一の圧迫条件に近づけるために必要な操作が、ガイド情報２０４として、文字で表示される。この例では、保持距離および保持力ともに基準値よりも下回っており、圧迫が足りない状態なので、「さらに圧迫してください」と表示される。圧迫距離、圧迫力が第一の圧迫条件に対して、許容閾値内に入るようになれば、「適正な保持状態になりました」と表示するなどして、それ以上の保持操作が必要ないことを通知する。
【００３７】
図２では、圧迫力と圧迫距離に関して、現在の測定値と目標値（基準値）を表示している。しかし本発明の趣旨は、現在の測定値と目標値に基づき、オペレータの適切な圧迫操作を助ける情報を提示することにある。よって、表示形式としては現在値と目標値の差分値の表示であっても良いし、前記差分値を棒グラフなどで図示する形であっても良い。
またガイド情報の表現については、矢印などの記号による表現であっても良い。あるいはハンドルの操作方向でも良い。
【００３８】
また、現状の測定値（第二の圧迫条件）と目標値（第一の圧迫条件）の食い違いに関する許容閾値を数段階設定しておくことも考えられる。そして、両者の異なり度合いを数段階で評価する。その評価結果を用いて、異なり度合いに応じて表示方法を変えるようにすれば、オペレータに目標とする保持状態に到達するまでのナビゲーションを行うことができる。
【００３９】
かかる許容閾値の段階的設定を、矢印によるガイド情報の表示と組み合わせることもできる。例えば、矢印のマークの流れるスピードが、第一の圧迫条件と第二の圧迫条件の違いが大きい程に速く流れるような表示する。オペレータはこれを参考に、矢印マークの流れる速さが遅くなるように圧迫操作を続けることで、目標とする圧迫条件に近づけるための圧迫操作を直感的に行うことが可能となる。
【００４０】
本実施例においてはガイド情報を表示パネルに出力したが、表示画面はプロジェクタなどのような投光式の表示装置によって操作者の見やすい場所に投影表示する形式であって
もよい。投影表示する場所は、ユーザの手元に当たるパネルや、圧迫プレート１０５上など、装置本体の部材上であってもよいし、検査室の壁面、床上、天井など、装置外への投影であってもよい。
【００４１】
＜実施例２＞
本実施例における光音響測定装置は、さらに音声スピーカを有し、前記ガイド情報を音声で表示する。
【００４２】
音声によるガイド情報表示の様子を図３に示す。図中、スピーカ３００は、不図示の接続線を経由して、あるいは無線により、光音響測定装置からの制御を受けている。具体的なガイド情報としては、圧迫力や圧迫距離が足りない場合、図示したように「さらに圧迫してください」と通知する。圧迫が強すぎる場合は「圧迫を緩めてください」と通知し、第一と第二の圧迫条件が許容閾値の範囲になった場合は「適正な圧迫状態になりました」と通知する。本実施例では、スピーカが出力手段に相当する。
【００４３】
音声ガイドの方法としては、言語メッセージによる表示以外に、ビープ音を利用して、発音パターンを変化させるなどの方法であってもよい。
本実施例は音声による通知であるので、ユーザビリティの観点から、保持作業中のみにガイドするなど、その通知頻度とタイミングに注意を払うことが好ましい。
図３中では音声に加えて、文字によるガイド情報２０４も表示しており、オペレータの理解をより容易にしている。
【００４４】
＜実施例３＞
上記各実施例は、第一の圧迫条件として、所定の値を設定する構成であった。圧迫条件を所定の値に設定することで、どの患者を測定するときにもおおよそ圧迫条件を揃えて光音響測定することが可能となる。しかし、実際の測定においては、圧迫保持に対する耐性に個人差がある。また、測定部位（乳房等）のサイズや柔軟性にも個人差がある。そのため、被検者ごとに圧迫の条件を変えて測定することが望まれる。また、同じ患者（被検者）の病状を経過観察する際には、その患者について以前に測定したときの圧迫条件を第一の圧迫条件として設定できることが好ましい。
【００４５】
そこで本実施例では、患者ごとに第一の圧迫条件を設定する光音響測定装置について説明する。
ここで、前提条件として、患者ごとの過去の測定データには、少なくとも圧迫距離および圧迫力が圧迫条件として記録されているものとする。
【００４６】
オペレータによる乳房の圧迫操作においてガイド情報を利用するためには、手技を開始する前までに、検査対象患者の第一の圧迫条件を設定する必要がある。本実施例の装置では、検査対象の患者のＩＤと過去の測定データが対応付けられて、不図示の記憶装置などに保存されているものとする。
【００４７】
設定者は、検査対象の患者のＩＤを装置コンソールにキー操作により入力する。なお設定者は、オペレータ自身であっても良く、別の人物でも良い。すると、入力された患者ＩＤに関連づけられた過去の測定データの一覧がリスト表示される。測定データ一覧は、測定日時や担当オペレータなど、圧迫条件の基準とするデータを特定するための参考となる情報とともに表示するのが好ましい。
【００４８】
設定者が測定データ一覧の中から所望のものを選択すると、選択された測定データから圧迫条件のデータが抽出され、患者ＩＤに紐付けて装置内の記憶装置に保存される。
上記手順で記憶された患者ごとの圧迫条件データは、オペレータによって入力される患
者ＩＤをキーとして特定される。特定された圧迫条件データは第一の圧迫条件として参照され、ガイド情報の生成に利用される。
【００４９】
以上述べたように、本発明の各実施例に係る光音響測定装置によれば、被検体を圧迫保持する際に、圧迫力や圧迫距離について目標となる基準値と現在の測定値に基づくガイド情報を、表示パネルを用いてオペレータに表示できる。基準値としては過去の測定における圧迫条件や一般的な値が用いられる。ガイド情報は測定値と基準値の比較情報や、それに基づく操作の指示である。よってオペレータは、このガイド情報を参照して圧迫保持距離および圧迫力を調整することで、簡単かつ適正に保持操作を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
１００：レーザ光源，１０４：探触子，１０５：圧迫プレート，１０６：ベースプレート，２００：表示パネル
【図１】
2013172900.tif 000003
【図２】
2013172900.tif 000004
【図３】
2013172900.tif 000005