(57)【要約】      （修正有）【課題】保持部材にて保持された被検体に対して探触子を走査させる被検体情報取得装置において、探触子の素子面と保持部材間にて生じる多重反射を抑えることができる被検体情報取得装置を提供する。【解決手段】被検体を保持する曲率を持つ保持部材００２と、被検体から伝播する音響波を受信して電気信号を出力する複数の変換素子が配列された素子面を持つ探触子００３と、探触子を保持部材に対向する走査面の走査領域において走査させる駆動機構００８と、電気信号を用いて被検体内部の特性情報を取得する情報処理手段０１１を有し、探触子は、走査する各位置において、素子面の延長面と、素子面に対向する保持部材上の領域における保持部材の接平面とが交差するような傾斜角度を持つ被検体情報取得装置である。【選択図】図１
2016096914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を保持する曲率を持つ保持部材と、
前記被検体から伝播する音響波を受信して電気信号を出力する複数の変換素子が配列された素子面を持つ探触子と、
前記探触子を前記保持部材に対向する走査面の走査領域において走査させる駆動機構と、
前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を取得する情報処理手段と、
を有し、
前記探触子は、走査する各位置において、前記素子面の延長面と、前記素子面に対向する前記保持部材上の領域における当該保持部材の接平面とが交差するような傾斜角度を持つ
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記素子面に対向する前記保持部材上の領域とは、前記素子面から前記保持部材への正射影であり、
前記探触子は、走査する各位置において、前記素子面の延長面が、前記正射影に含まれるすべての点における接平面に対して平行とはならないような傾斜角度を持つ
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】
前記探触子は、前記素子面の長辺に平行な回転軸を中心として傾斜する
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】
前記保持部材は中央部が前記探触子側に突き出たカップ形状であり、
前記探触子は、前記素子面が前記保持部材の外側に向けて傾くような傾斜角度を持つ
ことを特徴とする請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
複数の前記探触子を有し、
前記複数の探触子のそれぞれは、前記走査領域を分割した複数のサブ走査領域における前記保持部材の形状に応じた傾斜角度を持ち、対応する前記サブ走査領域において前記音響波を受信する
ことを特徴とする請求項１ないし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】
前記情報処理手段は、前記複数のサブ走査領域ごとに前記特性情報に基づく画像データを作成し、複数の前記画像データを結合して前記被検体内部の３次元画像データを作成する
ことを特徴とする請求項５に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記探触子の傾斜角度を変化させる傾斜制御部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記探触子は、前記保持部材の曲率が大きく、前記保持部材の表面が前記走査面となす角度が大きいほど、前記傾斜角度を小さくする
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】
前記保持部材から伝播する音響波に基づいて、前記保持部材の形状および音響特性の少なくともいずれかを取得する保持部材特性算出部をさらに有し、
前記情報処理手段は、前記保持部材特性算出部からの出力を用いて前記保持部材の曲率を取得する
ことを特徴とする請求項１ないし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】
前記保持部材の画像を取得する画像取得手段をさらに有し、
前記情報処理手段は、前記保持部材特性算出部からの出力を用いて前記保持部材の曲率を取得する
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記保持部材と前記探触子との間で音響波を伝播するマッチング材をさらに有する
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
前記被検体から伝播する音響波とは、前記変換素子から送信されたのち反射したエコー波である
ことを特徴とする請求項１ないし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】
前記被検体から伝播する音響波とは、光を照射された前記被検体から発生する光音響波である
ことを特徴とする請求項１ないし１１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】
従来、乳房を検査して乳がんを診断するためのＸ線マンモグラフィ装置が広く使用されている。この装置は、被検体である乳房を保持部材にて圧迫保持し、Ｘ線を照射し、検出器により被検体情報を検出して画像化する。しかし、Ｘ線マンモグラフィ装置には被ばくの問題が存在する。
【０００３】
そこで、被ばくの恐れのない装置が注目されている。例えば、超音波を被検体に照射し被検体からのエコー信号を画像化する超音波画像装置がある。また、レーザーなどの光源から生体に光を照射し、入射した光に基づいて発生する被検体からの光音響波を画像化する光音響画像装置などもある。
特許文献１には、光音響探触子をカップ型保持部材にて保持された被検体上で走査し、取得された光音響波から被検体情報を３次元画像化する光音響画像装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の装置の概略構成を図１３（ａ）に示す。図中、測定対象である被検体００１は、曲率を持ったカップ型保持部材００２に保持されている。そして光源０２７が被検体００１に光を照射することにより光音響波が発生し、マッチング材００５を経由して伝播する。この光音響波を、半球状の光音響探触子０２６に支持された複数の変換素子００４が受信する。このとき光音響探触子０２６を被検体上で走査することで、広範囲の画像化が可能である。
【０００６】
光音響画像装置は、被検体内の血管等、光吸収係数の大きい光吸収体の画像化に好適である。一方で、新生血管はともかくとして、癌そのものなどの画像化には困難がある。そこで、図１３（ｂ）の装置では、支持体の内側に、駆動機構００８によって走査可能な超音波探触子００３を設置している。この装置は、光音響画像装置と、癌などの構造体を検出できる超音波画像装置を兼ねているので、超音波画像と光音響波画像を重畳表示して診断に有効な画像を生成できる。
【０００７】
しかし図１３（ｂ）の装置では、超音波探触子００３の走査位置によっては、探触子の変換素子が配列され超音波を送受信する面（素子面）と、その素子面の法線方向に位置する保持部材の接平面が平行になる場合がある。この場合、図１３（ｃ）に示すように、素子面と保持部材間で多重反射が起こり、画像上にアーティファクトとして表示される。
【０００８】
本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持部材にて保持された被検体に対して探触子を走査させる被検体情報取得装置において、探触子の素子面と保持部材間にて生じる多重反射を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体を保持する曲率を持つ保持部材と、
前記被検体から伝播する音響波を受信して電気信号を出力する複数の変換素子が配列された素子面を持つ探触子と、
前記探触子を前記保持部材に対向する走査面の走査領域において走査させる駆動機構と、
前記電気信号を用いて前記被検体内部の特性情報を取得する情報処理手段と、
を有し、
前記探触子は、走査する各位置において、前記素子面の延長面と、前記素子面に対向する前記保持部材上の領域における当該保持部材の接平面とが交差するような傾斜角度を持つ
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】
【００１０】
本発明によれば、保持部材にて保持された被検体に対して探触子を走査させる被検体情報取得装置において、探触子の素子面と保持部材間にて生じる多重反射を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】被検体情報取得装置の構成を示す図。
【図２】信号処理部の構成を示す図。
【図３】探触子と変換素子の配置、および変換素子群平面を示した図。
【図４】探触子の駆動における各撮像領域と探触子の傾斜角度を示した図。
【図５】変換素子群と保持部材間の音響波伝播の様子を示した図。
【図６】被検体と探触子の配置に対する取得３次元画像データの配列を示した図。
【図７】実施例１の被検体情報取得装置の概略図。
【図８】異なる走査領域で取得された３次元画像の重畳領域を示した図。
【図９】実施例２の被検体情報取得装置の概略図。
【図１０】実施例３の被検体情報取得装置の概略図。
【図１１】実施例４の被検体情報取得装置の概略図。
【図１２】本発明の実施例５の被検体情報取得装置の概略図。
【図１３】背景技術の装置概略図と課題について示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、形状およ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。
【００１３】
本発明は、被検体から伝播する音響波を検出し、被検体内部の特性情報を生成し、取得する技術に関する。よって本発明は、被検体情報取得装置またはその制御方法、あるいは被検体情報取得方法や信号処理方法として捉えられる。本発明はまた、これらの方法をＣＰＵ等のハードウェア資源を備える情報処理装置に実行させるプログラムや、そのプログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。本発明はまた、音響波測定装置やその制御方法としても捉えられる。
【００１４】
本発明の被検体情報取得装置は、被検体に光（電磁波）を照射し、光音響効果に従って被検体内または被検体表面で発生して伝播した音響波を受信（検出）する、光音響トモグラフィー技術を利用した装置を含む。このような被検体情報取得装置は、光音響測定に基づき被検体内部の特性情報を画像データ等の形式で得ることから、光音響トモグラフィー
装置、あるいは光音響画像装置と呼べる。
【００１５】
光音響装置における特性情報は、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。具体的には、酸化・還元ヘモグロビン濃度分布や、それらから求められる酸素飽和度分布などの血液成分分布、あるいは脂肪、コラーゲン、水分の分布などである。また、特性情報は、数値データとしてではなく、被検体内の各位置の分布情報として求めてもよい。すなわち、吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布情報を被検体情報としてもよい。
【００１６】
本発明の音響波取得装置には、被検体に超音波を送信し、被検体内部で反射した反射波（エコー波）を受信して、被検体情報を画像データとして取得する超音波エコー技術を利用した装置を含む。超音波エコー技術を利用した装置の場合、取得される被検体情報とは、被検体内部の組織の音響インピーダンスの違いを反映した情報である。
【００１７】
本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、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。探触子により音響波から変換された電気信号を音響信号とも呼び、光音響波に由来する音響信号を特に光音響信号と呼ぶ。
本発明における被検体としては、生体の乳房が想定できる。ただし被検体はこれに限られず、生体の他の部位や、非生体材料の測定も可能である。
【００１８】
（装置の構成）
本発明の被検体情報取得装置の一例について、図１を用いて説明する。この装置は、被検体を半球のカップ形状をした保持部材にて保持し、探触子を保持部材上にて縦横に走査し、撮像領域の被検体情報を取得する超音波画像装置である。信号や画像を処理する情報処理装置や回路、表示装置は、この超音波画像装置に含まれると考えても良いし、超音波画像装置とは別に用意され、超音波画像装置と組み合わされてシステムを構成すると考えても良い。
【００１９】
符号００１は画像を取得される被検体、符号００２は被検体００１を保持する保持部材である。符号００３は、超音波を送信する機能と、被検体で反射した超音波（エコー波）を検出して電気信号を出力する機能を持つ超音波探触子である。超音波探触子００３は多数の変換素子００４を含む。探触子００３と保持部材００２との間には、音響波を伝播させるマッチング材００５が存在する。探触子００３はキャリッジ００６上に固定されており、キャリッジ００６には探触子００３の設置角度を調節するための傾斜調整機構００７がある。符号００８はキャリッジ００６を２次元平面上で移動させる駆動機構である。符号００９は駆動機構００８の制御をつかさどる駆動制御部である。なお、駆動制御は正確に２次元平面である必要はなく、ｚ方向の移動を行っても構わない。
【００２０】
符号０１０は被検体００１の任意の位置に超音波の送信フォーカスを合わせるための駆動タイミングを制御する送信制御部である。符号０１１は被検体からの超音波エコーに由来する電気信号に増幅やＡＤ変換を施し、電気信号に基づき被検体内の特性情報を取得する（画像再構成する）信号処理部である。符号０１２は駆動機構００８によって走査される探触子００３の座標を基に再構成画像を３次元化する３次元画像合成部である。符号０１３は傾斜調整機構００７によって設定された傾斜角度によって歪んだ３次元画像を実空間座標系に修正する画像変換部である。符号０１４は画像変換部０１３にて実空間座標系に修正された変換画像を結合し、撮像領域全体の３次元超音波画像を作成する画像結合部である。
【００２１】
図２は信号処理部０１１の構成を示している。符号０１５は各変換素子が受信した信号の位相を揃える整相遅延部である。符号０１６は遅延処理された各信号を合計する加算部である。符号０１７は加算された信号にヒルベルト変換を施すヒルベルト変換部であり、符号０１８は検波するための包絡線検波部である。符号０１９は検波後の信号にＬＯＧ圧縮を施すＬＯＧ圧縮部である。
【００２２】
(画像再構成)
まず、超音波送信による被検体００１からのエコー信号を画像化する画像再構成について図１を用いて説明する。
送信制御部０１０は、任意の位置にフォーカスする送信ビームを形成するために、送信開口を形成する各変換素子００４を駆動させる際の遅延時間を決定する。そして送信制御部０１０は、決定された遅延時間を基に各変換素子００４に対して制御信号としての電気信号を送る。各変換素子００４は電気信号による制御に従い、保持部材００２を介して超音波を被検体００１に送信する。
【００２３】
保持部材００２としては、音響波を通過させるために、被検体００１およびマッチング材００３との音響インピーダンスの差が小さい材料が望ましい。また、被検体００１を保持するために、剛性が高い部材や伸縮性がある部材など、被検体００１を押さえつけて形状を維持できるようなものが好ましい。剛性が高い部材としては、ＰＥＴ、ポリメチルペンテン、アクリルなどの樹脂材料が挙げられる。伸縮性のある部材としては、ラテックスやシリコーンなどのゴムシートやウレタンのような材料が挙げられる。
保持部材００２の厚みについては、音響波が保持部材００２を通過する際の減衰が大きくならないように、より薄いものが好ましい。よって、被検体０１０を保持するのに必要な強度との兼ね合い上、５０ｕｍ〜１ｍｍ程度の厚さが好適である。
【００２４】
マッチング材００３は音響波を伝播し、かつ探触子００３の走査を妨げないものが好ましい。例として、水、ＤＩＤＳ、ＰＥＧ、シリコーンオイル、ひまし油などの液体が挙げられる。マッチング材は、保持部材を挿入する開口を設けた水槽などの容器に入れておくと良い。
【００２５】
保持部材の形状は、半球のカップ形状に限られない。半球に近い形状とする場合、例えば球冠状や球帯状、楕円体の一部を切り取った形状、その他の曲面形状、曲面や平面の組み合わせ形状などでも構わない。なお、カップ形状の場合、中央部が探触子側に突き出たタイプが好適である。
【００２６】
各変換素子００４が形成する送信開口から送信された超音波は、被検体００１によって反射・散乱されて、再び超音波エコーとして変換素子００４に戻ってくる。このうち受信開口を形成する複数の変換素子００４群が受信した超音波エコーがアナログ電気信号に変換され、受信信号として出力される。
【００２７】
受信信号は信号処理部０１１において画像に再構成される。この処理の詳細を図２を用いて説明する。
整相遅延部０１５では深さ情報を元に受信信号の遅延時間を決定し、各受信信号に対して遅延処理を行う。遅延処理された受信信号は加算部０１６にて加算される。加算後の信号に対し、ヒルベルト変換部０１７におけるヒルベルト変換と、包絡線検波部０１８における包絡線検波がなされ、画像が再構成される。なお、ここでは信号処理部０１１の処理において、一般的な超音波診断装置で使用される整相加算処理の手法を記載している。しかし、適応型信号処理など他の再構成手法も適用できる。再構成された画像データはＬＯＧ圧縮部０１９においてＬＯＧ圧縮され、１ラインの画像データが完成される。走査ラインを移動させながら一連の処理を行うことで走査方向に沿った２次元の超音波画像が作成
される。
【００２８】
（探触子の駆動と撮像手法）
探触子００３について図３を用いて説明する。変換素子００４は電気信号と超音波を変換可能であれば、どのようなものでも良い。例えばＰＺＴ、ＰＶＤＦ、ｃＭＵＴ素子等の、変換効率が比較的高いものが好ましい。ＰＺＴ等の圧電素子の場合、素子を電極で挟んだ構造になっており、電気信号と圧電素子の伸縮が変換される。超音波を送受信する面には整合層や音響レンズを設け、反対面にはバッキング材を設けることで、超音波の送受信変換効率を向上させている。本件では、探触子において複数の変換素子が配列され、超音波を送受信する面を「素子面」と規定する。なお、後述する光音響装置においては超音波の送信機能は不要である。ただし、超音波エコー装置と光音響装置を兼ねる装置において、超音波送受信用探触子に光音響波受信機能を兼ねさせても構わない。
【００２９】
探触子００３は複数の変換素子００４を直列（図３（ａ））、または平面状（図３（ｂ））に配列しアレイを形成する。直列配置タイプの探触子を１Ｄプローブ、平面配置タイプの探触子を２Ｄプローブと呼ぶ。２Ｄプローブの場合、素子面とは文字通り変換素子が配列された面を指す。一方１Ｄプローブの場合も、素子の指向角が最も高い方向が法線となるような面を、素子面と呼べる。なお、素子配置に関して「平面」とは厳密な２次元平面を指すものではなく、探触子の形状や素子特性、または指向性に応じて、３次元方向に幅を持っていても良い。これは、素子面だけではなく、探触子が走査する平面（「走査面」）についても同様である。
【００３０】
探触子００３の駆動と撮像手法について、図４を用いて説明する。探触子００３はキャリッジ００６に装着され、駆動機構００８によって保持部材００２に対向する２次元の走査面を移動する。駆動機構００８としては、例えば、パルスモータとボールねじの組み合わせや、リニアモータなどが好適であるが、これに限られない。
【００３１】
探触子００３はキャリッジ００６に設けられた傾斜調整機構００７によって任意の傾斜角度で固定される。傾斜調整機構００７としては、傾斜角度が調整出来るゴニオステージや回転ステージを好適に使用できる。なお、保持部材００２の条件によって、傾斜角度を撮像時に変化させる必要がある場合は、ステッピングモータ等の駆動系が内蔵された自動ステージが有効である。また、保持部材００２の条件によって、探触子００２の傾斜角度が規定のされる場合は、手動ステージで角度を設定したり、ステージを用いる代わりに角度を規定する冶具を用いたりしても良い。
【００３２】
探触子００３を傾斜させる理由は、マッチング材００５を介して保持部材００２と変換素子００４間に生じる多重反射を抑制させるためである。この原理について図５を用いて説明する。図５は、探触子００３が備える変換素子００４群と、保持部材００２の相対位置関係を示す。図５における矢印は、両者の間で伝播する超音波を示している。なお、実際の保持部材００２は曲率を有しているが、理解を容易にするために、図５では近似的に平面で表している。
【００３３】
図５（ａ）のように素子面の延長面と保持部材面の延長面が平行である場合、発生した多重反射信号が残留しやすい。それに対し、図５（ｂ）のように素子面の延長面と保持部材面の延長面が交差する関係にあると、多重反射信号は変換素子００４群から外れる方向に伝播する。
【００３４】
図５（ａ）、図５（ｂ）では単純化して示したが、実際の保持部材００２は被検体００１の形状に沿うように曲率を持っている。そのため、図５（ｃ）のように、探触子の走査により素子面が移動した各位置において、素子面の法線方向における保持部材の全接平面
と、素子面の延長面とが交差していれば、多重反射を抑制できる。言い換えると、素子面と、その素子面と対向する位置にある保持部材の接平面とが平行にならないように、探触子が傾けられる必要がある。なお図５（ｃ）では、素子面上の点からの法線と、保持部材の表面との交点における接平面を、２つ例示している。本発明では、このように、素子面と対向する保持部材上の領域における全接平面が、素子面の延長面と交差するような傾き制御を行う。
【００３５】
ここで、保持部材は曲率を持っているので、探触子の走査位置によって、適切な傾斜角度は変化する。そのため以下の各実施例では、複数の探触子を設けたり、探触子の傾きを変化させる機構を設けたりしている。
また、素子面と対向する保持部材上の領域は、必ずしも素子面からの正射影に限られず、素子の指向性に応じてある程度の広がりを持っていても良い。なお、素子面と対向する保持部材上の領域とは、素子面上の領域内の点からの法線方向にある保持部材上の領域を指す。接平面を考えるときは、この保持部材上の領域に対する全接平面を想定すれば良く、素子面からの正射影の範囲から外れる部分については検討しなくても良い。
【００３６】
探触子００３の傾斜方向によって、多重反射の抑制効果は変化する。図５（ｄ）、図５（ｅ）を用いて説明する。多くの探触子００３は変換素子００４のサイズと配列に応じて長辺と短辺が存在する。同じ傾斜角度であっても、短辺に平行な回転軸で傾いた図５（ｄ）の場合の音響波は変換素子００４群から逃れ難いが、長辺に平行な回転軸で傾いた図５（ｅ）の場合の音響波は変換素子００４群の外に逃げ易い。そのため、図５（ｅ）のように長辺に平行な回転軸で傾いた方が好ましい。
【００３７】
以上のことをまとめると、好適な傾斜角度は以下の２条件によって規定される。
（１）素子面の延長面と、素子面と対向する保持部材上の領域における全ての接平面とは、交差している（平行ではない）。
（２）素子面と接平面は、少なくとも素子面の長辺に平行な回転軸を中心として傾斜している。
【００３８】
以上、２項目が成立する傾斜角度になるように、傾斜調整機構００６にて探触子００３を固定する。なお、多重反射を抑制する傾斜角度は、以下の項目で決定する。
（ａ）変換素子００４、保持部材００２、マッチング材０１９の音響インピーダンス
（ｂ）変換素子００４、探触子００３の短辺の長さ
（ｃ）変換素子００４と保持部材００２の距離
【００３９】
上記の項目が判明している場合、シミュレーションや実験により、多重反射によるアーティファクトの出力画像に対する影響度を算出できる。なお、傾斜角度を大きくすると、多重反射の低減効果は大きくなる反面、指向性の都合上受信感度低下のおそれがある。よって、傾斜角度は、アーティファクトの画像への影響度が所定の閾値より低下する程度で十分である。この閾値をユーザの入力値に設定することも好ましい。また、変換素子００４と保持部材００２の距離によっては、多重反射のエコー信号が画像データ取得時間外に到達する場合もある。その時は、アーティファクトが画像に表示されないため、多重反射強度が表示レベル内の角度であっても構わない。
【００４０】
保持部材００２は被検体００１の形状に沿うように曲率を持った形状になるのが好ましい。そのため全撮像領域における探触子００３の適した傾斜角度は場所によって異なる。そこで、図４に示すように走査領域を分割し探触子００３の傾斜角度を変化させる。この走査領域の分割数と、各走査領域の範囲、および、各走査領域における探触子の傾斜角度は、保持部材００３の形態によって決まる。形態とは保持部材００３の被検体００１保持時における形状と音響インピーダンスのことである。
【００４１】
駆動制御部００９が、ユーザに指定された、または予め定められた撮像範囲に基づいて、駆動機構００８を制御することで、探触子が走査領域内を移動する。また、傾斜角度の調整は、典型的には後述する傾斜制御部０２０が傾斜調整機構００７を駆動することで行われる。また、傾斜角度の調整法として、複数の探触子００３を用意しておき、各探触子００３の走査領域と傾斜角度を規定する方法もある。後者の場合、予め、既知の保持部材００３の形態とマッチング材００５の音響特性に基づき、各探触子００３の走査領域と傾斜角度を規定しておく必要がある。
【００４２】
（３次元画像の作成）
信号処理部０１１および３次元画像合成部０１２は、各走査領域で探触子００３が取得した音響波に基づいて一連の画像再構成処理を行い、複数の３次元画像データを取得する。３次元画像合成部０１２は、この３次元画像データを、各走査領域の座標位置に対応するように配列する。探触子００３は走査面に対し傾斜しているため、取得される画像データ群は、傾斜方向に歪んだ座標系にて配列される。
【００４３】
このことを、図６を用いて説明する。図６（ａ）、図６（ｂ）に、それぞれ異なる傾斜角度を持つ探触子００３が被検体００１の上を太い矢印方向に移動しながら画像データを取得する様子を示した。図６（ｃ）、図６（ｄ）には、図６（ａ）、図６（ｂ）それぞれで取得した画像データを、探触子００３の移動順に並べた３次元画像データを示した。
【００４４】
実空間座標ｘｙｚに対し、図６（ａ）では、Ｂモードスキャン方向をｘ、ビームフォーミング方向をｙ、探触子走査方向をｚとしている。この場合、図６（ｃ）のように、取得データ配列は実空間座標ｘｙｚに対応する。
一方、図６（ｂ）では探触子００３を傾斜させており、このときのＢモードスキャン方向をα、ビームフォーミング方向をβ、探触子走査方向をγと置く。この場合、図６（ｄ）のように、取得データ配列は取得データ空間座標αβγに対応する。この図６（ｄ）に示した配列の画像データは実空間座標ｘｙｚと対応していないため、画像が歪んで表示される。なお、この時ビームフォーミングの方向は素子面に対し垂直方向に実施されていると仮定して説明したが、ビームステアリングを施した場合は、その傾き分だけ取得データ空間座標αβγが変化する。
【００４５】
画像を実空間座標と対応して表示させるためには、図６（ｅ）に示すように、取得された３次元画像データを画像変換部０１２にて実空間座標に変換する必要がある。画像変換手法として例えば、２次元のアフィン変換を繰り返す方法や、探触子００３の傾斜角度や回転軸からの距離から算出した座標値に変換する手法を利用できる。なお、画像データの補間方法はバイキュービック法等の近似手法が好ましいが、ニアレストネイバー法、バイリニア法でも補間可能である。
【００４６】
画像変換部０１３にて、実空間座標に変換された複数の３次元画像データが作成される。これらの３次元画像データは画像結合部０１４によって結合され、全走査領域の３次元画像が作成される。なお、走査領域の範囲を設定する際は、各走査領域に対応する各３次元画像の結合部に重畳領域を設けることが好ましい。これにより、結合した際の境界部が目立たないようにすることができる。結合部の重畳方法は、各走査領域の重畳領域中央からの距離に対応して重みを持たせるのが好ましいが、均一な重みでも構わない。
【００４７】
画像表示部０２１は、画像結合部０１４で結合された画像データを表示する。画像表示部０２１としては、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤなどを利用できる。なお、この画像表示部０２１は必ずしもシステムに搭載させる必要は無い。本システムでは画像データのみを作成し、別の画像表示装置に画像データを
送信して画像を表示させることも可能である。
上記のように探触子の角度制御および走査方法、ならびに走査領域の設定方法によれば、超音波の送信とエコー波の受信における多重反射を抑制できるので、アーティファクトが少なく診断に役立つ画像を表示できる。
【００４８】
［実施例１］
（装置の構成）
本実施例の被検体情報取得装置のシステム概略図を図７に示す。測定対象は、生体の乳房等の被検体００１である。被検体情報取得装置は、保持部材００２、超音波探触子００３、マッチング材００５、キャリッジ００６、傾斜調整機構００７、駆動機構００８を備える。装置はさらに、駆動制御部００９、送信制御部０１０、信号処理部０１１、３次元画像合成部０１２、画像変換部０１３、画像結合部０１４を備える。
【００４９】
なお、駆動制御部から画像結合部までの構成要素は、プロセッサ、記憶装置、メモリ、入出力手段などを備えてプログラムにより動作する情報処理装置によって実現されても良いし、各構成要素の機能を持つ回路によって実現されても良い。前者の場合、実際のプログラムモジュール構成は限定されない。また、プログラムの装置上の配置は一体に限られず、例えばオンライン接続された複数の装置で動作してもよい。また、図中の各ブロックを結ぶ線は、その図を説明するために必要な電気信号や制御信号の送受信を示す便宜上のものである。このことは、下記の各実施例でも同様である。
【００５０】
（装置の動作）
まず超音波画像装置部分について説明する。超音波探触子００３としては２５６ｃｈの１Ｄリニアプローブを２つ使用した。この探触子００３を構成する変換素子００４は、中心周波数が８ＭＨｚ、素子サイズが４ｍｍのＰＺＴである。各素子は、ラテラル素子ピッチが０．２ｍｍになるよう一列に配列されている。
【００５１】
被検体を保持する保持部材００２には厚さ０．５ｍｍのＰＥＴ樹脂からなる半球お椀形状の、片方の乳房が全て入るサイズのものを用いた。保持部材を複数用意しておき、乳房のサイズや形状に応じて取替え可能とすることは好ましい。マッチング材００５には水を使用し、ポンプで循環させながらヒーターを用いて水温を３５℃付近に保つようにした。水温を３５℃付近に保つ理由は、被検者に不快な思いをさせない事と、マッチング材００５の音速を規定し画像再構成の精度を向上させるためである。水温の制御方法はこの限りでは無く、別の手法を用いても構わない。また、水温の制御は再構成の精度を向上させる点では好ましいが、必ずしも必須ではないため、室温で安定したマッチング材００５を使用しても構わない。
【００５２】
送信制御部０１０により、任意の位置に超音波送信フォーカスを形成するための電気信号（制御信号）が各変換素子００４に送られる。制御信号は、各変換素子００４素子において超音波に変換され、被検体００１へと送信される。この超音波は被検体００１によって反射・散乱されて再び超音波エコーとして受信開口を形成する複数の変換素子００４に受信される。なお、本実施例では６４個の変換素子００４群から受信開口を形成し、各受信信号は画像処理部０１１に送られ、整相加算処理、ヒルベルト変換、包絡線検波、ＬＯＧ圧縮を経て、走査ライン上の画像データが再構成される。その走査ラインを探触子００３ラテラル方向に移動させることで２次元画像データを再構成する。
【００５３】
次に探触子の駆動方法について説明する。
図７の例においては、２つの超音波探触子００３を別々のキャリッジ００６に異なる傾斜角度で設置し、異なる走査領域を走査させた。図７（ｂ）は探触子００３側から保持部材００２を見た図である。保持部材の中央部に重畳領域が生じるように２つの走査領域Ａ
、Ｂが設定されており、２つの探触子Ａ，Ｂがそれぞれを走査する。本実施例では探触子００３のエレベーション方向を主走査方向、ラテラル方向を副走査方向と規定し、主走査時に超音波送受信を実施する。
【００５４】
傾斜調整機構００７は、各探触子００３を、副走査方向に平行な回転軸を中心として回転させる。各探触子の素子面は、保持部材の中心側に向けてではなく、外側に向けて傾けられる。ただし、素子面の正射影が完全に保持部材から外れてしまうと超音波の被検体への送受信ができなくなるので、素子面の対向位置に保持部材が含まれる範囲の傾斜角度に留める必要がある。傾斜角度は、各変換素子が有意な強度で音響波を受信できる指向角と、アーティファクトの低減効果が得られる角度により決定され、シミュレーションや実験により定めることが好ましい。
【００５５】
本実施例では、図７（ａ）における紙面左右方向を回転軸として、探触子Ａは１５度、探触子Ｂは−１５度の傾きを持つ。各探触子００３は保持部材００２との最短距離が１０ｍｍになるように設置している。この傾斜角度は、変換素子００４、マッチング材００５、保持部材００２の音響インピーダンスと、変換素子００４の幅（４ｍｍ）と、変換素子００４と保持部材距離（最短１０ｍｍ）等から算出される。音響インピーダンスは、ＰＺＴ：３０，水：１．５，ＰＥＴ：３［ＭｅｇａＲａｙｌｓ］とする。本実施例の１５度という値は、シミュレーション結果や実験値から算出したものであり、条件に応じて最適な設置角度は変わる。
【００５６】
また、本実施例では２つの探触子Ａ，Ｂを用いて走査領域をＡ、Ｂの２つにサブ走査領域に分割したが、分割数や領域の設定方法はこれに限られない。例えば図７（ｃ）、図７（ｄ）はともに、４つの探触子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを用いて、４つの異なるサブ走査領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを設定した例を示している。
図７（ｃ）では、全走査領域が主走査方向において４つに区分されている。この場合、探触子Ａ，Ｄの傾斜角度を探触子Ｂ，Ｃに対して少なく設定すると良い。これは、外側の領域ほど保持部材の曲率が大きくなり、保持部材の表面が走査面となす角度が大きい分、探触子の傾きが小さくても多重反射が起こりにくくなるからである。例えば探触子Ａ：１０度、Ｂ：１５度、Ｃ：−１５度、Ｄ：−１０度とする。これはサブ走査領域Ａ，Ｄの方が、保持部材接平面と走査面の交差角が大きく、また変換素子００４群と保持部材００２距離が長いため、探触子００３の傾斜角が小さくても多重反射の影響を小さく出来るためである。
【００５７】
図７（ｄ）では、図７（ｂ）における走査領域を更に副走査方向に２分割している。そして、探触子を、変換素子００４群の長辺に平行な回転軸を用いて主走査方向に傾けるのみでなく、短辺に平行な回転軸も用いて副走査方向にも傾けている。実施例では、主走査方向の傾きは図７（ｂ）と同じ±１５度とし、副走査方向の傾きは、素子面が保持部材００２中央部に向くように１５度に設定した。この副走査方向への傾きは、送受信ビームが保持部材００２に対して垂直に近い角度で入射する値に設定する。このように角度を設定することで、スネルの法則に基づく保持部材面での屈折、反射等の影響が低減される。そのため、多重反射軽減に必要な最低限の傾斜角度を確保した後は、可能な限り送受信ビームを保持部材００２に垂直入射させるのが良く、図７（ｃ）、図７（ｄ）ともにこの理由で走査領域の分割数を増やしている。しかし、サブ走査領域の数が多くなると、駆動制御や画像処理が複雑になる点で注意を要する。
【００５８】
キャリッジ００６は駆動機構部００８によって移動する。本実施例ではモータにはパルスモータを使用している。キャリッジ００６を、パルスモータとボールねじを組み合わせた駆動機構部００８によって２軸方向に任意の位置に任意の速度で移動させる。そして駆動制御部００９によってサブ走査領域Ａ，Ｂを走査するように設定した。
【００５９】
３次元画像合成部０１２は、２次元画像データを座標位置に対応して配列し、サブ走査領域Ａ，Ｂそれぞれにおける３次元画像データを作成する。画像変換部０１２は、これらの３次元画像データ間の探触子００３の傾斜角度の違いによる影響を吸収するために、実空間座標に変換する。この変換処理について、図６（ｂ）、図６（ｄ）、図６（ｅ）を用いて説明する。図６（ｂ）は実空間座標ｘｙｚに対する、所定の角度だけ傾いた探触子００３の画像情報取得時の様子を示している。図６（ｄ）には、図６（ｂ）の状態の探触子が受信した音響波に由来する、３次元画像合成部０１２にて配列された画像データを示している。図６（ｅ）には、図６（ｄ）の画像データから、画像変換部０１３によって実空間座標ｘｙｚに変換された画像データを示している。
【００６０】
ここで、サブ走査領域（典型的には、探触子の傾き角度が相異なるサブ走査領域同士）の画像データ同士の結合には、図６（ｅ）への変換（実空間座標への変換）が必要である。本実施例では探触子００３の回転軸を中心に、傾斜角度と距離に対応した回転座標の式を用いて座標変換を実施した。この座標変換の結果、取得データ空間座標のデータを抽出するのに補間が必要になる。本実施例では、各実空間座標ｘｙｚに対応する取得データ空間座標α，β，γの周辺６４画像データを基に、α，β，γ３軸の方向にバイキュービック補間と同様の３次式で補間する手法を用いて参照値を算出した。
【００６１】
画像結合部０１３は、実空間座標に対応させた３次元画像データを、サブ走査領域の境界部分に位置する重畳領域で結合し、全走査領域の３次元画像データを作成する。図８を用いて、本実施例にて採用した重畳領域の画像処理について説明する。図８（ａ）に、サブ走査領域Ａ、Ｂにてそれぞれ取得した実空間座標の取得画像領域Ａ、Ｂを示している。取得画像領域Ａ、Ｂの重なった領域が重畳領域である。図８（ｂ）に、ｙ＝ｙ１，ｙ２における各ｚ座標の２画像データの合成比率を示す。重畳領域の中央座標において両方の重み比率が等しく５０％になるように設定し、中央座標からの距離に対応した重みを用いている。このような重みを用いる事で、境界が目立たない結合画像を実現できる。なお、図７（ｄ）のような走査領域区分において、ｘ方向（副走査方向）の画像の結合が必要になるが、同様に合成すればよい。
【００６２】
また、サブ走査領域同士のｘ方向の画像の結合も、ｚ方向と同様の重み比率を用いて実施できる。これは、同じ取得データ空間座標において結合できる処理であることと、事前に同じ走査領域での画像データをまとめておくことで、画像変換部０１３での実空間座標への変換処理がまとめて実施できる利点があるためである。
【００６３】
以上の処理によって、全撮像領域の３次元画像データが完成する。この３次元画像データは液晶ディスプレイにて任意の断面画像を確認出来るようにしている。
以上のように、探触子の角度調整を適切に行うことにより、カップ形状の保持部材００２にて保持した乳房を撮像して３次元超音波画像を生成する際に、多重反射によるアーティファクトを抑制する効果が得られた。また、複数のサブ走査領域に分けた撮像結果を合成するときに、重畳部分の違和感を防止できた。
【００６４】
［実施例２］
本実施例において、装置の構成と基本的な動作は実施例１と同じである。主な相違点は、本実施例では探触子００３が１つである点と、傾斜制御部０２０が存在する点である。傾斜制御部０２０は、サブ走査領域ごとに探触子００３の傾斜量を変更するために、傾斜調整機構００７を制御する。傾斜調整機構００７にはステッピングモータを内蔵した回転自動ステージを使用した。
【００６５】
実施例の詳細を、図９を用いて説明する。
まず、傾斜制御部０２０が傾斜調整機構００７を駆動して、探触子００３の傾斜角度を１５度に設定する。その状態でサブ走査領域Ａの画像データを取得し、画像変換部０１３までの処理を実施する。その後、傾斜制御部０２０が傾斜調整機構を駆動して探触子００３傾斜角度を−１５度に設定する。その状態でサブ走査領域Ｂの画像データを取得し、画像変換部０１３までの処理を実施する。以上の処理で作成された２つの３次元画像データを画像結合部０１４にて結合する。
【００６６】
以上のシステムを用いて、半球のカップ形状の保持部材００２にて保持した乳房を撮像した。その結果、１つの探触子でも、多重反射によるアーティファクトを除去した乳房の３次元超音波画像を取得できた。
【００６７】
［実施例３］
本実施例において、装置の構成と基本的な動作は実施例２と同じである。主な相違点は、保持部材特性算出部０２３および探触子駆動計算部０２４が存在する点である。保持部材特性算出部０２３は、保持部材００２の形状と音響特性を算出する。探触子駆動計算部０２４は、算出された保持部材００２の形態より探触子００３の駆動方法を決定する。
【００６８】
実施例の詳細を、図１０を用いて説明する。
本実施例では、加圧によって形状が変化するシリコーンゴムシートを保持部材００２として用いる。撮像開始前に、乳房をシリコーンゴムシートにおしつけ、シートの形状が安定するのを待つ。
【００６９】
図１０（ａ）は、実際に特性情報を取得する前の、保持部材の形状を取得する処理（プレスキャン処理）を示す。撮像開始後、まず、探触子００３の傾斜角度を、走査面に対し垂直に超音波が送受信されるように設定し、全撮像領域の超音波信号を取得する。そして保持部材特性算出部０２３が、各座標における最初に取得される強エコー信号の受信時間と信号強度から、保持部材００２の形状と部材の反射強度を算出する。
【００７０】
続いて、探触子駆動計算部０２４が、保持部材の特性情報と、既知である探触子００３と変換素子００４の形状と音響特性、およびマッチング材００５の音響特性を基に、走査領域の分割方法と各領域での探触子００３の傾斜角度を決定する。
探触子駆動計算部０２４は、この処理を、事前に探触子００３情報とマッチング材００５の特性から、シミュレーションや実験を実施して作成した対応表を基に行うと良い。この対応表には、各座標における変換素子００４から保持部材００２までの距離と反射強度の値に対応した多重反射回避角度が設定されている。また、保持部材特性算出部０２３によって保持部材００２の形状が判明しているため、各座標における探触子傾斜角度を変化させたときの、変換素子００４群の法線方向における保持部材００２接平面の角度も算出できる。これらのデータを基に、撮像領域内の各座標における、探触子の最小傾斜角度を算出する。
探触子駆動計算部０２４は、全撮像領域における最小傾斜角度分布から、走査領域の分割と、各領域における探触子傾斜角度を設定する。
【００７１】
なお、保持部材００２としてシリコーンゴムシートを用いる場合、加圧によって形状は変形するが、音響特性は変化しない。そのため、保持部材特性算出部０２３では形状のみを算出し、保持部材００２の音響特性としては既知の値を利用しても良い。この場合、探触子駆動計算部０２４は形状のみで場合分けされた対応表を用いて撮像条件を決定する。このようにすれば、対応表の条件数が少なくなるため、処理の規模を抑制できる。
また、事前に保持部材の形状を把握し、その情報を基に走査領域の分割と、探触子００３傾斜角度を算出できれば、上記以外の手法でも構わない。
【００７２】
保持部材としてＰＥＴ等を用いた場合、シリコーンゴムシートに比べて変形の程度は少ないものの、本実施例の保持部材の形状取得方法を適用してもよい。また、ＰＥＴ等の保持部材は変形が少ない分、乳房のサイズや形状に応じて複数個用意しておき、被検者を支持する部材に設けた取付部において取替え可能とすることが好ましい。このように保持部材を取替え可能とする場合、予め上記の対応表を作成するときに、各保持部材ごとの数値を記録しておくと良い。そして、被検体情報取得装置は、保持部材の種類をＩＣタグやバーコード、あるいはユーザによる入力値に基づき取得し、メモリから適切な対応表を取得すると良い。
【００７３】
上記の処理により測定および画像生成時の諸条件を决定したのち、図１０（ｂ）に示すように実際の撮像が行われる。例えば、角度α＝１５°、角度β＝−１５°などである。被検体情報取得装置は、探触子駆動計算部０２４によって決定された条件に従って、実施例２に記載の処理を実施し、３次元画像を作成する。
【００７４】
以上のシステムを用いて、未知の形態の保持部材００２にて保持した乳房を撮像した。その結果、ゴムシートの様な形状が変化する保持部材を用いた場合でも、多重反射によるアーティファクトを除去した乳房の３次元超音波画像を実現した。
【００７５】
［実施例４］
本実施例において、装置の構成と基本的な動作は実施例３と同じである。主な相違点は、画像取得手段０２５が存在する点である。
【００７６】
実施例の詳細を、図１１を用いて説明する。
実施例３と同様に、保持部材００２としてシリコーンゴムシートを利用し、乳房に押し付けたシリコーンゴムシートの形状が安定するのを待つ。本実施例では、撮像の前に画像取得手段０２５にて乳房側面の画像を取得する。実施例ではＣＣＤカメラを２台使用し、主走査方向および副走査方向の２側面の側面画像を取得した。
【００７７】
保持部材特性算出部０２３は、ＣＣＤカメラで取得した画像に基づき、乳房におしつけられ変形したシリコーンゴムの形状を抽出する。抽出手法としては既知の様々な画像処理、例えば特徴量を２値化処理する手法が利用できる。そして、２側面の形状データから、シリコーンゴムシートの３次元形状を算出する。保持部材の形状が取得できるものであれば、画像取得手段の種類や設置位置、設置数は問わない。例えばＣＣＤカメラに変えてＣＭＯＳカメラでも良い。また、設置位置としては、探触子を構成する容器（支持体）の上端や、光出射位置の近辺などは、全体像を取得する上で効果的である。また、設置する数や設置方向を増やすことで、算出する精度は向上する。
【００７８】
探触子駆動計算部０２４はこの情報を用いて、既知である探触子００３と変換素子００４の形状と音響特性、及び、マッチング材００５と保持部材００２であるシリコーンゴムの音響特性を基に、走査領域の分割と各領域での探触子００３の傾斜角度を決定する。後の処理は実施例３と同じである。
以上のシステムを用いて、シリコーンゴムシートにて保持した乳房を撮像した。その結果、プレスキャンを行わずに保持部材００２の形状を算出し、探触子の駆動条件を設定する事で、多重反射によるアーティファクトを除去した乳房の３次元超音波画像を実現した。
【００７９】
［実施例５］
本実施例では、装置の構成と基本的な動作は実施例１から４と同じである。主な相違点は、被検体情報取得装置が、超音波画像装置ではなく光音響画像装置だという点である。
【００８０】
本実施例について、図１２を用いて説明する。キャリッジ００６には光音響波用の探触子０２６と光源０２７を取り付け、探触子０２６は傾斜調整機構００６にて傾斜角度が調整できる。光源０２７は光源制御部０２８にて制御される。
光音響画像装置について説明する。光源０２７は、被検体に対してパルス光を照射する。本実施例では光源として、固体レーザーの一種であるチタンサファイアレーザーを採用する。光源として、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のレーザーが好適である。また、レーザーの代わりに発光ダイオードなどを用いても良い。光源からの光は近赤外線が好ましく用いられ、波長に関しても６５０ｎｍから１１００ｎｍ程度の波長が利用できる。実施例では７５０ｎｍを使用している。
【００８１】
光源０２７から照射された光は、被検体００１内を伝播して吸収される。例えば、生体に上述の近赤外線を照射すると、生体内の血液および血管において特異的に吸収され、熱膨張により音響波が発生する。生体内にがんが存在する場合は、がんの新生血管において光が特異的に吸収され、光音響波が発生する。
【００８２】
なお、本実施例では光源０２７をキャリッジ００６に設置し、探触子０２６とともに移動させ、撮像部分に効率よく光が照射されるように設置しているが、必要な光音響波が発生出来ればキャリッジ００６以外の個所に搭載しても構わない。この光源０２７は光源制御部０２８により制御され、１０Ｈｚの間隔でパルス光を照射している。
実施例で用いている光音響探触子０２６は、１ｍｍ×１ｍｍの変換素子６００個（２０×３０配列）から構成される。変換素子００４はＰＺＴを採用し、中心周波数は２ＭＨｚに調整されている。受信された光音響波は各変換素子００４にてアナログ信号に変換される。アナログ信号は信号処理部０１０において画像データに再構成される。
以上の処理以外の一連の部分は、実施例１から４までの処理と同じである。
【００８３】
なお、本実施例では２Ｄプローブを使用している。探触子０２６は、主走査方向と短辺が平行に、副走査方向と長辺が平行になるようにキャリッジ００６に設置される。そして、長辺に平行な回転軸を用いて探触子０２６を主走査方向に傾斜するように傾斜調整機構００７で調整している。しかし、探触子０２６の取り付けを９０°回転させて、副走査方向に傾斜するように傾斜調整機構００７を調整しても同じ効果が得られる。ただしこの場合は、保持部材００２の形状等によって、最適な走査領域の分割と傾斜角度が変化する。いずれにせよ、素子面と保持部材接平面が少なくとも変換素子群の長辺に平行な回転軸に対して傾斜するように交差していれば探触子０２６を傾斜する方向は問わない。
【００８４】
傾斜角度について、光超音波画像装置と超音波装置ではアーティファクトの伝播経路に違いがあるため、算出手法が一部異なる。超音波画像装置の場合、変換素子００４から送信された超音波が保持部材００２との間を２往復以上したものがアーティファクトとなり、このエコー信号を軽減するための傾斜角を設定する。
【００８５】
一方、光超音波画像装置の場合、光源０２７から光が照射されると、保持部材００２の表面と探触子０２６の表面にて振動が生じ、それぞれ音響波が発生する。この音響波が変換素子００４と保持部材００２の間を多重反射したものが、アーティファクトとなる。探触子０２６表面にて発生した音響波は超音波画像装置と同じ２往復以上するとアーティファクトとなるが、保持部材００２にて発生した音響波は１．５往復以上するとアーティファクトとなる。そのため、多重反射を受信しない傾斜角度は光音響の方が大きくなる傾向にある。また、本実施例のように探触子０２６の短辺の長さが比較的長くなると傾斜角度は大きくなる。そのため、完全に多重反射信号を受信しない角度の実現は難しくなる。
このような場合、アーティファクト信号がある閾値以下になる傾斜角度に設定するのが好ましい。本実施例では、目的の被検体画像情報の音響信号に対し４０ｄＢ程度にアーテ
ィファクト信号が抑えられる角度を一つの目安にしている。
【００８６】
保持部材００２の形態が既知にせよ未知にせよ、傾斜角度は超音波画像装置の場合と同様に、シミュレーションや実験の結果より対応表を作成し、その対応表より決定する。そして、保持部材００２の形態が既知の場合は、予め走査範囲の分割と各探触子０２６の傾斜角度を設定しておく。また、未知の場合は、プレスキャンや保持部材００２画像の取得、解析により保持部材００２の形状を把握し、対応表より、走査範囲の分割と各探触子０２６の傾斜角度を決定し、画像を撮像すればよい。
【００８７】
本実施例では厚み１ｍｍのポリメチルペンテンで出来た半球のカップ形状の保持部材００２を用いた。また、図７（ｂ）に示すように２つのサブ走査領域を設けた。それぞれの傾斜角度は探触子Ａが１０度、探触子Ｂが−１０度になるように、傾斜調整機構００７を調整した。この時探触子０２６と保持部材００２の最短距離は１０ｍｍに設定している。
以上のシステムを用いて、保持部材００２にて保持した乳房を撮像した。多重反射によるアーティファクトを軽減した乳房の３次元光超音波画像を実現した。
【００８８】
以上、各実施例で説明したように、本発明によれば、保持部材にて保持された被検体に対して探触子を走査させる被検体情報取得装置において、探触子の変換素子面と保持部材間にて生じる多重反射を抑制し低減できる。
本発明では、曲率を持った保持部材に保持される被検体の上に探触子を走査させる被検体情報取得装置において、探触子の変換素子群の法線方向における被検体保持部材の全ての接平面に対し、探触子の素子面が交差するように探触子を傾斜させる。これにより、探触子の素子面と被検体保持部材の間で発生する多重反射が抑制される。
【符号の説明】
【００８９】
００２：保持部材，００３：超音波探触子，００４：変換素子，００８：駆動機構，００９：駆動制御部，０１１：信号処理部
【図１】
2016096914.tif 000003
【図２】
2016096914.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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