(57)【要約】【課題】逆投影法により鮮明な画像を得ることが可能な光音響画像化装置を提供する。【解決手段】この光音響画像化装置１００は、光源部１０と、光源部１０からの光を吸収した被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから発生する光音響波ＡＷに起因する光音響波信号を検出する検出部２０と、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するとともに、補正された光音響波信号に基づいて、逆投影法により画像を生成する信号処理部３１と、を備える。【選択図】図８
2016083044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
前記光源部からの光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する光音響波に起因する光音響波信号を検出する検出部と、
前記光音響波の減衰に起因する前記光音響波信号の信号強度の減少を補正するとともに、補正された前記光音響波信号に基づいて、逆投影法により画像を生成する信号処理部と、を備える、光音響画像化装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記光音響波信号が前記検出部により検出されるまでの検出時間、または、前記光音響波信号の有する信号周波数の少なくとも一方に基づいて、前記光音響波の減衰に起因する前記光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記検出時間、または、前記信号周波数の少なくとも一方の値が大きくなるのに応じて、前記光音響波信号の信号強度を増加させることにより、前記光音響波の減衰に起因する前記光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている、請求項２に記載の光音響画像化装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、音速に関する定数をｈとし、前記検出時間をｔとし、前記信号周波数をｆとし、前記検出時間および前記信号周波数に関する定数をｋ１とし、前記検出時間ｔの単位をμｓとし、前記信号周波数ｆの単位をＭＨｚとし、定数ｋ１を０．００２以上０．００９以下とした場合に、以下の式（１）で表される補正係数Ｚ１を、前記光音響波信号に乗じることによって、前記検出時間および前記信号周波数の値が大きくなるのに応じて、前記光音響波信号の信号強度を増加させるように構成されている、請求項３に記載の光音響画像化装置。
Ｚ１＝ｈ×ｔ×１０ｋ１×ｔ×ｆ  ・・・（１）
【請求項５】
定数ｈは、単位を（ｃｍ／μｓ）とした場合に、０．１以上０．２以下であり、
前記定数ｈと前記検出時間ｔとを乗算した値が所定値よりも小さい場合には、前記定数ｈと前記検出時間ｔとを乗算した値を前記所定値とする、請求項４に記載の光音響画像化装置。
【請求項６】
前記所定値は、０．５以上１．５以下である、請求項５に記載の光音響画像化装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記光音響波を受信して、前記光音響波に起因する前記光音響波信号を検出するための検出素子を含み、
前記信号処理部は、前記光音響波の減衰に起因する前記光音響波信号の信号強度の減少を補正するのに加えて、前記検出素子に対する前記光音響波の入射方向に起因する感度を考慮して、逆投影法により画像を生成するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項８】
前記光源部は、光源として、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子および有機発光ダイオード素子のうち少なくともいずれか１つを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項９】
前記信号処理部は、前記光音響波の減衰に起因する前記光音響波信号の信号強度の減少を補正するのに加えて、前記被検体に対する前記光源部による光の照射位置から前記被検体内の所定の位置までの距離が大きくなるのに応じて、前記光源部からの光の減衰に起因する前記光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項１０】
前記信号処理部は、前記照射位置に関する定数をｋ２とし、前記照射位置から前記被検体内の所定の位置までの距離をｄとした場合に、以下の式（２）で表される補正係数Ｚ２を、前記光音響波信号に乗じることによって、前記照射位置から前記被検体内の所定の位置までの距離が大きくなるのに応じて、前記光源部からの光の減衰に起因する前記光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている、請求項９に記載の光音響画像化装置。
Ｚ２＝１０ｋ２×ｄ  ・・・（２）
【請求項１１】
定数ｋ２は、前記光源部の前記照射位置が前記検出部側である場合には、前記照射位置から前記被検体内の所定の位置までの距離ｄの単位をｃｍとした場合に、０．２以上０．８以下であり、
定数ｋ２は、前記光源部の前記照射位置が前記検出部とは反対側である場合には、前記光源部の前記照射位置が前記検出部側である場合における前記照射位置から前記被検体内の所定の位置までの距離をｄとし、かつ、前記照射位置から前記被検体内の所定の位置までの距離ｄの単位をｃｍとした場合に、−０．８以上−０．２以下である、請求項１０に記載の光音響画像化装置。
【請求項１２】
前記検出部には、前記光音響波を受信して、前記光音響波に起因する前記光音響波信号を検出するための複数の検出素子が配列されており、
前記複数の検出素子が配列される配列方向の前記光源部の幅は、前記複数の検出素子の前記配列方向の幅よりも大きい、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項１３】
光源部からの光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する光音響波に起因する光音響波信号を検出部により検出するステップと、
前記光音響波の減衰に起因する前記光音響波信号の信号強度の減少を信号処理部により補正するステップと、
補正された前記光音響波信号に基づいて、逆投影法による画像を前記信号処理部により生成するステップと、を備える、光音響画像構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光音響画像化装置および光音響画像構築方法に関し、特に、画像を生成する信号処理部を備える光音響画像化装置およびこの光音響画像構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像を生成する信号処理部を備える光音響画像化装置用の受信データ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、光を被検体に照射することにより発生し、受信アレイにより受信された光音響波の受信信号（光音響波信号）に基づいて、画像を生成する光音響トモグラフィ診断装置用（光音響画像化装置用）の受信データ処理装置が開示されている。この受信データ処理装置は、演算回路などの信号処理部により、光音響波信号を整相加算して、画像を生成するように構成されている。
【０００４】
また、従来、放射線画像撮影装置の画像化処理の技術として、逆投影法（バックプロジェクション法：Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ法）が知られている。上記特許文献１に記載の光音響画像化装置用の受信データ処理装置および従来の放射線画像撮影装置において、整相加算や逆投影法などの画像化処理の技術は、鮮明な画像を得るために用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５７７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の受信データ処理装置において、画像化処理の技術として整相加算の代わりに従来の放射線画像撮影装置の画像化処理の技術である逆投影法を適用して、画像を得ることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、一般的に、光の照射により発生する光音響波の強度は小さい。また、被検体内で発生してから検出されるまでの間に生じる光音響波の減衰に起因して、検出される光音響波信号の信号強度は、さらに小さくなる。このため、上記特許文献１に記載の受信データ処理装置に、画像化処理の技術として逆投影法を単に適用しただけでは、十分に鮮明な画像を得ることができないという問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、逆投影法により鮮明な画像を得ることが可能な光音響画像化装置および光音響画像構築方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１の局面による光音響画像化装置は、光源部と、光源部からの光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する光音響波に起因する光音響波信号を検出する検出部と、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するとともに、補正された光音響波信号に基づいて、逆投影法により画像を生成する信号処理部と、を備える。
【００１０】
この発明の第１の局面による光音響画像化装置では、上記のように、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するとともに、補正された光音響波信号に基づいて、逆投影法により画像を生成する信号処理部を設ける。これにより、被検体内で発生した光音響波が検出部に到達するまでに減衰したとしても、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。その結果、信号強度の減少が補正された光音響波信号により逆投影法による画像化処理を行うことができるので、逆投影法により鮮明な画像を得ることができる。
【００１１】
上記第１の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、信号処理部は、光音響波信号が検出部により検出されるまでの検出時間、または、光音響波信号の有する信号周波数の少なくとも一方に基づいて、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている。ここで、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少（減少量）は、検出時間または信号周波数に応じて変化する。したがって、上記のように構成すれば、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少（減少量）に基づいて、確実に、光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、信号処理部は、検出時間、または、信号周波数の少なくとも一方の値が大きくなるのに応じて、光音響波信号の信号強度を増加させることにより、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている。このように構成すれば、検出時間または信号周波数の少なくとも一方の値が大きくなるのに従って大きくなる信号強度の減少（減少量）に応じて、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度を増加させることができる。その結果、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少（減少量）に応じて、より確実に、光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。
【００１３】
上記光音響波信号の信号強度を増加させる構成において、好ましくは、信号処理部は、音速に関する定数をｈとし、検出時間をｔとし、信号周波数をｆとし、検出時間および信号周波数に関する定数をｋ１とし、検出時間ｔの単位をμｓとし、信号周波数ｆの単位をＭＨｚとし、定数ｋ１を０．００２以上０．００９以下とした場合に、以下の式（１）で表される補正係数Ｚ１を、光音響波信号に乗じることによって、検出時間および信号周波数の値が大きくなるのに応じて、光音響波信号の信号強度を増加させるように構成されている。
Ｚ１＝ｈ×ｔ×１０ｋ１×ｔ×ｆ  ・・・（１）
【００１４】
このように構成すれば、上記の式（１）を用いることにより、検出時間および信号周波数の両方に応じて、光音響波信号の信号強度を増加させることができる。その結果、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少（減少量）に応じて、より一層確実に、光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。また、定数ｋ１を０．００２以上０．００９以下とすることによって、補正係数Ｚ１を適切に取得することができる。また、上記の式（１）において、（ｈ×ｔ）の項を設けることによって、逆投影法の特性に合わせた画像化処理を適切に行うことができる。
【００１５】
この場合、好ましくは、定数ｈは、単位を（ｃｍ／μｓ）とした場合に、０．１以上０．２以下であり、定数ｈと検出時間ｔとを乗算した値が所定値よりも小さい場合には、定数ｈと検出時間ｔとを乗算した値を所定値とする。このように構成すれば、定数ｈの値が適切に設定されるので、補正係数Ｚ１をより適切に取得することができる。
【００１６】
上記定数ｈと検出時間ｔとを乗算した値を所定値とする構成において、好ましくは、所定値は、０．５以上１．５以下である。このように構成すれば、定数ｈの値がより適切に設定されるので、補正係数Ｚ１をより一層適切に取得することができる。
【００１７】
上記第１の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、検出部は、光音響波を受信して、光音響波に起因する光音響波信号を検出するための検出素子を含み、信号処理部は、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するのに加えて、検出素子に対する光音響波の入射方向に起因する感度を考慮して、逆投影法により画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、逆投影法により画像を生成する際に、光音響波の入射方向に起因する検出素子の感度の相違を考慮することができるので、被検体内の実態に近い画像を得ることができる。その結果、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正することにより画像の鮮明度を向上させつつ、検出素子に対する光音響波の入射方向に起因する感度を考慮することにより、被検体内の実態に近い画像を得ることができる。
【００１８】
上記第１の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、光源部は、光源として、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子および有機発光ダイオード素子のうち少なくともいずれか１つを含む。このように構成すれば、固体レーザ光源を用いる場合と比べて、光源の消費電力の低減および光源部の小型化などの利点を得ることができる。ここで、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子を光源として用いる場合には、固体レーザ光源を用いる場合と比べて、光源から照射される光の出力が小さくなる。このため、検出部により検出される光音響波信号の信号強度がより一層小さくなる。したがって、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子を光源として用いる場合に、信号強度の減少を補正して、鮮明な画像を得ることができるという本発明は特に有効である。
【００１９】
上記第１の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、信号処理部は、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するのに加えて、被検体に対する光源部による光の照射位置から被検体内の所定の位置までの距離が大きくなるのに応じて、光源部からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている。このように構成すれば、光源部からの光が被検体内の検出対象物に到達するまでに減衰したとしても、光源部からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。その結果、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するのに加えて、光源部からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少をも補正することができる。したがって、光音響波信号の信号強度の減少をより適切に補正することができる。
【００２０】
この場合、好ましくは、信号処理部は、照射位置に関する定数をｋ２とし、照射位置から被検体内の所定の位置までの距離をｄとした場合に、以下の式（２）で表される補正係数Ｚ２を、光音響波信号に乗じることによって、照射位置から被検体内の所定の位置までの距離が大きくなるのに応じて、光源部からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている。
Ｚ２＝１０ｋ２×ｄ  ・・・（２）
【００２１】
このように構成すれば、上記の式（２）を用いることにより、光源部からの光の減衰に起因する信号強度の減少（減少量）に応じて、確実に、光源部からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。
【００２２】
上記照射位置に関する定数をｋ２とする構成において、好ましくは、定数ｋ２は、光源部の照射位置が検出部側である場合には、照射位置から被検体内の所定の位置までの距離ｄの単位をｃｍとした場合に、０．２以上０．８以下であり、定数ｋ２は、光源部の照射位置が検出部とは反対側である場合には、光源部の照射位置が検出部側である場合における照射位置から被検体内の所定の位置までの距離をｄとし、かつ、照射位置から被検体内の所定の位置までの距離ｄの単位をｃｍとした場合に、−０．８以上−０．２以下である。このように構成すれば、光源部による光の照射位置に応じて、補正係数Ｚ２を適切に取得することができる。その結果、光源部からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度を適切に増加させることができる。
【００２３】
上記第１の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、検出部には、光音響波を受信して、光音響波に起因する光音響波信号を検出するための複数の検出素子が配列されており、複数の検出素子が配列される配列方向の光源部の幅は、複数の検出素子の配列方向の幅よりも大きい。このように構成すれば、複数の検出素子の配列方向の全域にわたって、光源部からの光を確実に照射することができる。その結果、複数の検出素子により検出可能な範囲内における光の照射量が少ないことに起因して、複数の検出素子により検出可能な範囲内における検出対象物から光音響波を十分に発生させることができないのを抑制することができる。これにより、複数の検出素子により検出可能な範囲内における検出対象物の検出が複数の検出素子により適切に行われないのを抑制することができる。
【００２４】
この発明の第２の局面による光音響画像構築方法は、光源部からの光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する光音響波に起因する光音響波信号を検出部により検出するステップと、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を信号処理部により補正するステップと、補正された光音響波信号に基づいて、逆投影法による画像を信号処理部により生成するステップと、を備える。
【００２５】
この発明の第２の局面による光音響画像構築方法では、上記のように、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を信号処理部により補正するステップと、補正された光音響波信号に基づいて、逆投影法による画像を信号処理部により生成するステップとを行う。これにより、第２の局面の光音響画像構築方法においても、逆投影法により鮮明な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、上記のように、逆投影法により鮮明な画像を得ることが可能な光音響画像化装置および光音響画像構築方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１〜第３実施形態の光音響画像化装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態の光音響画像化装置による光音響波信号の取得を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態の光音響画像化装置による光の発光周期と発光周期に対応する光音響波信号の取得を説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態の光音響画像化装置における補正前のＮＭ座標データを説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態の光音響画像化装置における補正後のＮＭ座標データを説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態の光音響画像化装置における逆投影法による画像化処理を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態の光音響画像化装置における逆投影法による画像化領域の信号値の決定方法を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施形態の光音響画像化装置による光音響波画像構築処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態の光音響画像化装置における検出素子の入射方向に起因する感度を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の光音響画像化装置における検出素子の入射方向に起因する感度を考慮した逆投影法による画像化処理を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の光音響画像化装置による光音響波画像構築処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態の光音響画像化装置における光源部による光の照射位置が検出部側である場合を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の光音響画像化装置における補正後のＮＭ座標データを説明するための図である。
【図１４】本発明の第３実施形態の光音響画像化装置における光源部による光の照射位置が検出部とは反対側である場合を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の光音響画像化装置による光の減衰について説明するためのグラフである。
【図１６】本発明の第３実施形態の光音響画像化装置による光音響波画像構築処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
まず、図１〜図７を参照して、本発明の第１実施形態による光音響画像化装置１００の構成について説明する。
【００３０】
本発明の第１実施形態による光音響画像化装置１００は、図１に示すように、光源部１０と、検出部２０と、光音響画像化装置本体（以下、装置本体という）３０とを備えている。光源部１０および検出部２０は、装置本体３０の外部に設けられ、図示しない配線により装置本体３０と接続されている。この配線を介して、光音響画像化装置１００は、装置本体３０から光源部１０への制御信号の出力や、検出部２０により検出された光音響波信号の検出部２０から装置本体３０への出力などの信号の伝達を行うことが可能に構成されている。
【００３１】
図１に示すように、光源部１０は、被検体Ｐ（図２参照）に光を照射するための光源ユニットである。光音響波ＡＷ（図２参照）の測定時には、光源部１０は、被検体Ｐの表面に当接させた状態で用いられる。
【００３２】
また、光源部１０は、光源１１を含み、光源１１から被検体Ｐに向けて測定のための光を照射するように構成されている。また、光源部１０の光源１１は、装置本体３０の後述する光源駆動部３３の制御信号に基づいて、パルス幅ｔａ（図３参照）のパルス光を、発光周期Ｔａ（図３参照）で繰り返し発光させるように構成されている。そして、パルス光の発光後で、次のパルス光の発光前の所定期間の光音響波信号が装置本体３０により繰り返し取得される。
【００３３】
光源１１は、人体などの被検体Ｐ（図２参照）の測定に適した赤外領域の測定波長の光（たとえば、約７００ｎｍ〜約１０００ｎｍに中心波長を有する光）を発生するように構成されている。このような光源１１としては、たとえば、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子、または、有機発光ダイオード素子を用いることが可能である。この場合、光源部１０を小型化することができるので、光源１１が設けられた光源部１０を被検体Ｐに直接的に当接させて、光音響波ＡＷの測定を行うことが可能である。なお、光源１１の測定波長は、検出を所望する検出対象物Ｑに応じて適宜決定されればよい。
【００３４】
図１に示すように、検出部２０は、光音響波ＡＷ（図２参照）の受信を行うためのプローブである。また、検出部２０は、光音響波ＡＷの受信に加えて、超音波の送受信を行うように構成することが可能である。光音響波ＡＷの測定時には、検出部２０は、被検体Ｐの表面に当接させた状態で用いられる。
【００３５】
また、検出部２０は、複数の検出素子２１を含んでいる。複数の検出素子２１は、圧電素子を含み、図示しない筐体の内部の先端近傍において、アレイ状に配列されている。この第１実施形態では、複数の検出素子２１は、Ｎ個（Ｎｃｈ(チャンネル)ともいう）設けられている。検出素子２１の数Ｎとしては、たとえば、６４個、１２８個、１９２個または２５６個を用いることが可能である。
【００３６】
また、検出部２０は、光源部１０から照射された光を吸収した被検体Ｐ（図２参照）内の検出対象物Ｑ（図２参照）から発生する光音響波ＡＷによって検出素子２１が振動されることにより、光音響波ＡＷを受信して、光音響波信号を検出するように構成されている。また、検出部２０は、検出された光音響波信号を、装置本体３０に出力するように構成されている。
【００３７】
ここで、第１実施形態では、装置本体３０には、信号処理部３１が設けられている。信号処理部３１は、検出部２０から出力された光音響波信号を補正して、逆投影することにより、光音響波信号に基づく光音響波画像を生成するように構成されている。具体的には、信号処理部３１は、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するとともに、補正された光音響波信号に基づいて、逆投影法（バックプロジェクション法：Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ法）により光音響波画像を生成するように構成されている。
【００３８】
信号処理部３１は、概略的には、光音響波信号の取得、取得された光音響波信号の補正、補正された光音響波信号の逆投影、逆投影された光音響波信号に基づく光音響波画像の生成に係る信号処理を行うように構成されている。以下、信号処理部３１の構成について、詳細に説明する。
【００３９】
図１に示すように、信号処理部３１は、受信部４１と、第１メモリ４２と、平均化処理部４３と、補正処理部４４と、第２メモリ４５と、逆投影部４６と、第３メモリ４７とを含んでいる。この信号処理部３１の機能は、たとえば、専用回路や、汎用ＣＰＵ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、不揮発性メモリ、揮発性メモリなどのハードウェア、および、各種プログラムなどのソフトウェアの組み合わせにより実現することができる。
【００４０】
受信部４１には、検出部２０の複数（Ｎ個）の検出素子２１にそれぞれ対応する複数（Ｎ個）の増幅部５１と、複数（Ｎ個）のアナログデジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ変換部という）５２とが設けられている。
【００４１】
ここで、図２を参照して、検出部２０による光音響波信号の検出から、受信部４１による光音響波信号の受信までについて説明する。光源部１０（図１参照）により被検体Ｐに向けてパルス光が照射されると、図２に示すように、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから光音響波ＡＷが発生する。この際、光の照射により一度に広範囲から光音響波ＡＷが発生する。なお、図２では、理解の容易のため、１つの検出対象物Ｑのみを示している。
【００４２】
そして、検出部２０（図１参照）は、Ｎ個の検出素子２１のそれぞれにより、検出対象物Ｑから発生した光音響波ＡＷを受信して、光音響波信号を検出する。図２では、各検出素子２１により検出される光音響波信号を、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮとして示している。検出素子２１により検出された光音響波信号Ｌ１〜ＬＮは、検出部２０から装置本体３０に出力され、装置本体３０の受信部４１により受信される。以下では、光音響波信号のことを適宜光音響波信号Ｌ１〜ＬＮと記載する。
【００４３】
そして、受信部４１は、ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）番目の増幅部５１とこれに対応するｎ番目のＡ／Ｄ変換部５２とにより、ｎ番目の検出素子２１により検出された光音響波信号Ｌｎ（Ｌ１〜ＬＮ）を受信するように構成されている。
【００４４】
また、各増幅部５１は、受信された光音響波信号Ｌ１〜ＬＮをそれぞれ増幅（たとえば、約３００倍〜約３００００倍）し、各Ａ／Ｄ変換部５２に出力するように構成されている。
【００４５】
各Ａ／Ｄ変換部５２は、各増幅部５１により増幅された状態の光音響波信号Ｌ１〜ＬＮのそれぞれを、所定のサンプリング周波数および所定のビット分解能で、アナログ信号からデジタル信号に変換するように構成されている。また、各Ａ／Ｄ変換部５２は、デジタル信号としての光音響波信号Ｌ１〜ＬＮをそれぞれ、第１メモリ４２に出力するように構成されている。
【００４６】
第１メモリ４２は、各Ａ／Ｄ変換部５２から出力された光音響波信号Ｌ１〜ＬＮを格納するように構成されている。また、図４に示すように、第１メモリ４２には、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮがＮＭ座標データとして格納される。
【００４７】
ここで、ＮＭ座標データとは、検出部２０の幅方向に関する情報と、被検体Ｐの表面からの深さ方向に関する情報とをマトリクス状に構成したデータである。具体的には、ＮＭ座標データは、検出素子２１の数（検出素子数）Ｎと、サンプリング数Ｍとのマトリクスにより構成されている。ここで、サンプリング数Ｍは、各光音響波信号Ｌ１〜ＬＮにおける、画像化を所望する深さまでの信号のサンプリング数である。たとえば、画像化を所望する深さを被検体Ｐの表面から６ｃｍ（０．０６ｍ）とし、人体内の音速を１５３０（ｍ／ｓ）とし、Ａ／Ｄ変換部５２の所定のサンプリング周波数を２０×１０６Ｈｚとする場合には、サンプリング数Ｍは、Ｍ＝（０．０６／１５３０）×２０×１０６＝約８００となる。このサンプリング数Ｍは、深さ方向の画素数を示しており、たとえば、上記の計算例の場合には、深さ方向に約８００個の画素数を有することとなる。
【００４８】
また、ＮＭ座標データでは、Ｍ座標の各点は、サンプリング時間ｐに対応する時間間隔で配列されている。サンプリング時間ｐは、Ａ／Ｄ変換部５２の所定のサンプリング周波数の１周期に対応する時間である。たとえば、Ａ／Ｄ変換部５２の所定のサンプリング周波数を２０×１０６Ｈｚとする場合には、サンプリング時間ｐは、０．０５μsとなる。つまり、ＮＭ座標データでは、Ｍ座標は、検出された光音響波信号Ｌ１〜ＬＮにおける検出時間ｔに対応する。たとえば、Ｍ座標がｍ（１≦ｍ≦Ｍ）である場合には、検出時間ｔは、ｔ＝ｍ×ｐで求められる。したがって、このＮＭ座標データは、各検出素子２１により検出された光音響波信号Ｌ１〜ＬＮの各検出時間ｔにおける情報を有するデータであるといえる。具体的には、ＮＭ座標データの座標点（ｎ，ｍ）は、光音響波信号Ｌｎの検出時間ｔ（＝ｍ×ｐ）における信号値Ｘｎｍの情報を有する。このＮＭ座標データは、光源部１０の光源１１による１回のパルス発光につき、１つ得られる。そして、このパルス発光が、発光周期Ｔａ毎に行われ、各々のパルス光に基づく光音響波信号Ｌ１〜ＬＮが第１メモリ４２にそれぞれ格納される。
【００４９】
平均化処理部４３（図１参照）は、図３に示すように、複数（Ｐ回）のパルス光に基づき受信された複数（Ｐ組）の光音響波信号Ｌ１〜ＬＮのそれぞれに対応する、複数（Ｐ個）のＮＭ座標データを平均化処理するように構成されている。これにより、平均化処理により光音響波信号Ｌ１〜ＬＮのＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を向上させた状態で、光音響波画像（画像データ）を生成することができるので、被検体Ｐ内の状態が正確に反映された光音響波画像を生成することが可能である。そして、平均化処理部４３は、平均化処理されたＮＭ座標データを第１メモリ４２に格納するように構成されている。また、第１メモリ４２は、格納されたＮＭ座標データを補正処理部４４に出力可能に構成されている。
【００５０】
ここで、第１実施形態では、補正処理部４４は、検出時間ｔおよび信号周波数ｆに基づいて、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号Ｌ１〜ＬＮの信号強度の減少を補正するように構成されている。検出時間ｔは、光源部１０によるパルス光の照射時点から、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮが検出部２０により検出される検出時点までの間の時間である。なお、検出時間ｔの始点は、厳密に光源部１０によるパルス光の照射時点である必要はない。たとえば、図３に示すように、光源部１０によるパルス光の照射時点後、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮのサンプリング開始時点であってもよい。この第１実施形態では、検出時間ｔは、上記のように、ＮＭ座標データのＭ座標ｍとサンプリング時間ｐとを乗算した値が用いられる。また、信号周波数ｆは、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮの有する信号周波数である。この第１実施形態では、信号周波数ｆは、ＮＭ座標データにおける所定の座標点の信号周波数が用いられる。このような信号周波数ｆは、たとえば、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮをフーリエ変換法などにより解析することにより、求めることが可能である。
【００５１】
また、第１実施形態では、補正処理部４４は、音速に関する定数をｈとし、検出時間ｔ（μｓ：マイクロ秒）および信号周波数ｆ（ＭＨｚ：メガヘルツ）に関する定数をｋ１とした場合に、以下の式（１）で表される補正係数Ｚ１を、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮに乗じることによって、検出時間ｔおよび信号周波数ｆの値が大きくなるのに応じて、光音響波信号の信号強度を増加させるように構成されている。
Ｚ１＝ｈ×ｔ×１０ｋ１×ｔ×ｆ  ・・・（１）
ここで、定数ｋ１は、検出時間ｔおよび信号周波数ｆに関して被検体Ｐ内で生じた光音響波ＡＷの減衰（信号強度の減少）を補正するための定数であり、被検体Ｐ（人体またはその他の動物など）や被検体Ｐの測定部位などの測定条件に応じて適宜決定することが可能である。この点に鑑みると、定数ｋ１としては、０．００２以上０．００９以下であることが好ましい。
【００５２】
たとえば、生体（人体）軟部を測定する場合の定数ｋ１は、一例として次のように求められる。まず、生体軟部における減衰を−０．６ｄＢ／（ｃｍ×ＭＨｚ）とし、生体軟部内で１ｃｍの距離を音（光音響波ＡＷ）が進む時間を６．５３６μｓ（＝０．０１ｍ／１５３０（ｍ／ｓ）＝１ｃｍ／音速）とした場合に、生体軟部における減衰は、１０−０．００４５９×ｔ×ｆ（＝１０＾（（−０．６／２０）／６．５３６）×ｔ×ｆ））で表すことができる。そして、この式と対応して、定数ｋ１は、ｋ１＝（（０．６／２０）／６．５３６）＝０．００４５９（（μｓ×ＭＨｚ）−１）として求められる。つまり、定数ｋ１は、検出時間ｔおよび信号周波数ｆあたりに生じた光音響波ＡＷの減衰（信号強度の減少）を補正するための定数であるといえる。そして、上記の式（１）による補正係数Ｚ１は、被検体Ｐ内で生じた光音響波ＡＷの減衰（信号強度の減少）分を増加させることが可能な補正係数であるといえる。したがって、光音響波信号に補正係数Ｚ１を乗じることによって、被検体Ｐ（図２参照）内で発生した光音響波ＡＷ（図２参照）が検出部２０の検出素子２１に到達するまでに減衰したとしても、この光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号Ｌ１〜ＬＮの信号強度の減少を補正することが可能である。
【００５３】
また、定数ｈは、被検体Ｐ内の音速から決定される値であり、被検体Ｐ（人体またはその他の動物など）や被検体Ｐの測定部位などの測定条件に応じて適宜決定することが可能である。この点に鑑みると、定数ｈとしては、０．１以上０．２以下であることが好ましい。たとえば、生体（人体）軟部を測定する場合の定数ｈとしては、生体軟部における音速１５３０（ｍ／ｓ）を単位換算して、ｈ＝約０．１５（ｃｍ／μｓ）を用いることが可能である。
【００５４】
ここで、補正係数Ｚ１において、（ｈ×ｔ）の項は、音速に関する定数ｈ（ｃｍ／μｓ）と検出時間ｔ（μｓ）とを乗算することから、検出素子２１に対する被検体Ｐ内の深さ方向の距離（ｃｍ）を表している。そして、この（ｈ×ｔ）の項を設けることにより、後述する逆投影法による画像化処理を適切に行うことが可能になる。
【００５５】
具体的な光音響波信号Ｌ１〜ＬＮの光音響波ＡＷの減衰に起因する補正処理としては、補正処理部４４は、第１メモリ４２に格納されたＮＭ座標データを取得するとともに、取得されたＮＭ座標データにおける各座標点の信号値（信号強度）に対して、補正係数Ｚ１を乗じるように構成されている。これにより、補正処理部４４は、検出時間ｔおよび信号周波数ｆの値が大きくなるのに応じて、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮの信号強度を増加させるように構成されている。たとえば、図４および図５に示すように、ＮＭ座標データにおける座標点（ｎ，ｍ）の信号値Ｘｎｍに対して、座標点（ｎ，ｍ）における補正係数Ｚ１を乗じることによって、座標点（ｎ，ｍ）における補正後の信号値Ｙｎｍ（＝Ｚ１×Ｘｎｍ）が得られる。同様に、座標点（１，１）から座標点（Ｎ，Ｍ）までのＮＭ座標データの全ての座標点において、各座標点における信号値に対して、各座標点における補正係数Ｚ１が乗算されて、図５に示す補正後のＮＭ座標データが補正処理部４４により取得される。そして、図１に示すように、補正処理部４４は、取得された補正後のＮＭ座標データを第２メモリ４５に出力するように構成されている。
【００５６】
なお、補正処理部４４により補正される光音響波信号Ｌ１〜ＬＮは、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号（高周波信号）または元のＲＦ信号を検波することにより得られたＲＦ信号のいずれでもよい。つまり、補正処理部４４による補正処理は、ＲＦ信号または検波されたＲＦ信号のいずれに対して行われてもよい。また、検波されたＲＦ信号に対して補正処理する場合には、補正処理部４４よりも前段に検波処理部を設けることにより、検波されたＲＦ信号に対して補正処理を行うことが可能である。
【００５７】
第２メモリ４５は、補正処理部４４から出力された補正後のＮＭ座標データ（図５参照）を格納するように構成されている。また、第２メモリ４５は、格納されたＮＭ座標データを逆投影部４６に出力可能に構成されている。
【００５８】
逆投影部４６は、補正後のＮＭ座標データに基づいて逆投影を行うように構成されている。以下、図６および図７を参照して、逆投影部４６による逆投影について説明する。
【００５９】
図６に示すように、逆投影部４６は、補正後のＮＭ座標データ（図５参照）に基づいて逆投影を行うことにより、被検体Ｐ内と対応する画像化領域ＡＲにおける信号値の分布を決定するように構成されている。概略的には、逆投影部４６は、検出素子２１を中心とする半円環状の複数の分散データＤの仮想的な設定と、設定された分散データＤ同士の重なり状態に基づく画像化領域ＡＲにおける信号値の分布の決定とを行う。まず、逆投影部４６による検出素子２１を中心とする半円環状の複数の分散データＤの仮想的な設定について説明する。
【００６０】
ここで、逆投影法では、検出時間ｔにおける光音響波信号の信号強度は、音速をｃとして、検出素子２１に対して距離（ｃ×ｔ）の位置における音場の積分値で表される。詳細には、逆投影法では、検出時間ｔにおける光音響波信号の信号強度は、検出素子２１に対して半径ｒ＝（ｃ×ｔ）の半円弧上の音場の積分値で表される。この第１実施形態では、逆投影部４６は、半円弧上の音場を半円環状（帯状）の領域を有する分散データＤとして取り扱う。
【００６１】
図６に示すように、逆投影部４６は、まず、検出素子２１を中心とする半円環状の領域を有する複数の分散データＤを仮想的に設定する。複数の分散データＤは、各検出素子２１のそれぞれにおいて、仮想的に設定される。図６では、ｎ番目の検出素子２１の複数（Ｍ個）の分散データＤｎ１〜ＤｎＭを示している。
【００６２】
ここで、複数の分散データＤは、それぞれ、ＮＭ座標データにおける座標点に対応した信号値（信号強度）を有している。具体的には、複数の分散データＤは、それぞれ、対応する座標点の信号値Ｙｎｍをその分散データＤの面積で除算した信号値を有している。つまり、複数の分散データＤの半円環状（帯状）の領域には、それぞれ、対応する座標点の信号値Ｙｎｍが均等（一様）に分散されているともいえる。また、分散データＤは、たとえば、複数の単位画素により構成することが可能である。この場合、その分散データＤが含む単位画素の数で信号値Ｙｎｍを除算した値を、各単位画素に割り当てることにより、複数の分散データＤの半円環状（帯状）の領域において、対応する座標点の信号値Ｙｎｍを均等（一様）に分散させることが可能である。
【００６３】
図６を参照して、分散データＤについて具体的に説明する。たとえば、ｎ番目の検出素子２１における１番目の分散データＤｎ１は、ＮＭ座標データにおける座標点（ｎ，１）の信号値Ｙｎ１を分散データＤｎ１の面積で除算した信号値を有している。つまり、分散データＤｎ１の半円環状の領域には、座標点（ｎ，１）における信号値Ｙｎ１が均等（一様）に分散されている。同様に、ｎ番目の検出素子２１における２〜Ｍ番目の分散データＤｎ２〜ＤｎＭは、ＮＭ座標データにおける座標点（ｎ，２）〜（ｎ，Ｍ）の信号値Ｙｎ２〜ＹｎＭをそれぞれ分散データＤｎ２〜ＤｎＭの面積で除算した信号値を有している。
【００６４】
また、ｎ番目の検出素子２１における１番目の分散データＤｎ１は、被検体Ｐ内において、ｎ番目の検出素子２１から被検体Ｐ内の深さ方向に向けて検出時間１×ｐに対応する距離の位置に仮想的に配置されている。また、２番目の分散データＤｎ２は、被検体Ｐ内において、ｎ番目の検出素子２１から被検体Ｐ内の深さ方向に向けて検出時間２×ｐに対応する距離の位置に仮想的に配置されている。つまり、ｎ番目の検出素子２１における各分散データＤｎ１〜ＤｎＭは、ｎ番目の検出素子２１から被検体Ｐ内の深さ方向に向けて、サンプリング時間ｐに対応する距離（＝ｐ×ｃ）で等間隔に配列されている。
【００６５】
そして、逆投影部４６は、１〜Ｎ番目までの各検出素子２１のそれぞれにおいて、ｎ番目の検出素子２１の場合と同様に、半円環状の複数の分散データＤを仮想的に設定するように構成されている。
【００６６】
この際、深さ方向の距離が大きくなるのに応じて、分散データＤの面積が大きくなる。この結果、対応する座標点の信号値Ｙｎｍをその分散データＤの面積で除算する際、深さ方向の距離が大きくなるにつき、除算後の信号値が大きく減少してしまう。そこで、第１実施形態では、上記の式（１）の補正係数Ｚ１において、被検体Ｐ内の深さ方向の距離を表す（ｈ×ｔ）の項を設け、深さ方向の距離が大きくなるのに応じて、ＮＭ座標データにおける各座標点の信号値が大きくなるように予め補正を行っている。この結果、深さ方向の距離が大きくなるにつき、除算後の信号値が大きく減少してしまうのを抑制することが可能である。その結果、逆投影法による画像化処理を適切に行うことが可能になる。
【００６７】
また、第１実施形態では、補正処理部４４は、（ｈ×ｔ）の項において、定数ｈ（ｃｍ／μｓ）と検出時間ｔ（μｓ）とを乗算した値が所定値よりも小さい場合（言い換えると、深さ方向の距離が所定の距離（ｃｍ）未満の場合）には、定数ｈと検出時間ｔとを乗算した値を所定値とするように構成されている。ここで、光源部１０が検出部２０に隣接して配置される場合には、検出部２０の検出素子２１の直下の近傍には、光源部１０による光が届きにくい。この結果、深さ方向の距離が所定の距離未満の位置からは、比較的信号強度の小さい光音響波信号が得られ易いと考えられる。この点に鑑みると、所定値は、０．５以上１．５以下（所定の距離が０．５ｃｍ以上１．５ｃｍ以下）とすることが可能である。この第１実施形態では、上記のように、深さ方向の距離が所定の距離未満の場合（所定値よりも小さい場合）には、定数ｈと検出時間ｔとを乗算した値を所定値とする。これにより、通常（ｈ×ｔの値）よりも大きな値の補正係数Ｚ１を乗じることができる。その結果、光源部１０による光が届きにくい所定の距離未満の場合を考慮して、適切に補正係数Ｚ１を取得することが可能である。
【００６８】
次に、図７を参照して、逆投影部４６による設定された分散データＤ同士の重なり状態に基づく画像化領域ＡＲにおける信号値の分布の決定について説明する。
【００６９】
図７に示すように、逆投影部４６は、設定された各分散データＤ同士の重なり状態に基づいて、画像化領域ＡＲの各領域の信号値を決定することによって、画像化領域ＡＲにおける信号値の分布を決定する。以下、図７を参照して、具体例に基づいて説明する。
【００７０】
図７では、１番目の検出素子２１の分散データＤ１ｍａ（座標点（１，ｍａ）の信号値に対応するデータ）と、２番目の検出素子２１の分散データＤ２ｍｂ（座標点（２，ｍｂ）の信号値に対応するデータ）と、ｎ番目の検出素子２１の分散データＤｎｍｃ（座標点（ｎ，ｍｃ）の信号値に対応するデータ）と、Ｎ番目の検出素子２１の分散データＤＮｍｄ（座標点（Ｎ，ｍｄ）の信号値に対応するデータ）とについて示している。なお、Ｍ座標の座標点ｍａ〜ｍｄは、それぞれ、同じ座標点であってもよいし、互いに異なる座標であってもよい。図７に示すように、分散データＤ１ｍａ、Ｄ２ｍｂ、ＤｎｍｃおよびＤＮｍｄが互いに重なる部分（領域）では、重なり合う分散データＤ１ｍａ、Ｄ２ｍｂ、ＤｎｍｃおよびＤＮｍｄの各信号値が加算されることにより、その部分の画像化領域ＡＲの信号値が決定される。また、重ならない部分では、単一の分散データＤ１ｍａ、Ｄ２ｍｂ、ＤｎｍｃまたはＤＮｍｄの値により、その部分の画像化領域ＡＲの信号値が決定される。図７では、より多くの分散データＤが重なる部分（言い換えると、信号値が大きい部分）の色が濃く見えるように図示している。そして、以上の処理を、各検出素子２１の各分散データＤ全ての重なり状態に基づいて行うことにより、画像化領域ＡＲにおける信号値の分布が決定される。これにより、画像化領域ＡＲにおける信号値の分布データ（信号分布データ）が逆投影部４６により生成される。そして、生成された信号分布データに基づいて、光音響波画像が構築（生成）される。つまり、構築された光音響波画像は、補正処理部４４により補正された信号値を逆投影することにより得られた画像である。そして、図１に示すように、逆投影部４６は、第３メモリ４７に信号分布データに基づく光音響波画像（画像データ）を出力するように構成されている。
【００７１】
第３メモリ４７は、逆投影部４６から出力された光音響波画像（画像データ）を格納するように構成されている。また、第３メモリ４７は、格納された光音響波画像をモニタ３２に出力可能に構成されている。この結果、モニタ３２では、信号強度の減少が補正された光音響波信号に基づいて逆投影法により生成された鮮明な光音響波画像が表示される。なお、第３メモリ４７とモニタ３２との間には、さらに階調調整などの画像処理を行う画像処理部を設けることが可能である。
【００７２】
装置本体３０には、一般的な液晶モニタを含む、モニタ３２が設けられている。モニタ３２は、光音響波画像や、各種操作画面などを表示可能に構成されている。
【００７３】
また、装置本体３０には、光源駆動部３３が設けられている。光源駆動部３３は、装置本体３０の外部に設けられる光源部１０の光源１１をパルス発光させる制御を行うように構成されている。具体的には、光源駆動部３３は、光源部１０の光源１１により、パルス幅ｔａのパルス光を、発光周期Ｔａで繰り返し発光させる制御を行うように構成されている。また、光源駆動部３３は、装置本体３０の制御部３４による制御信号に基づいて、パルス幅ｔａ、発光周期Ｔａおよび光源１１を駆動する電流値を調整可能に構成されている。つまり、この光音響画像化装置１００は、光源駆動部３３の設定を変更することにより、光源部１０による光の照射条件を変更することが可能に構成されている。
【００７４】
また、装置本体３０には、制御部３４が設けられている。制御部３４は、ＣＰＵを含み、装置本体３０の各構成要素を制御するように構成されている。制御部３４は、たとえば、光源駆動部３３による光源部１０の照射条件や、信号処理部３１による信号処理の条件を制御するように構成されている。
【００７５】
次に、図８を参照して、装置本体３０の信号処理部３１による光音響波画像構築処理についてフローチャートに基づいて説明する。
【００７６】
まず、ステップＳ１において、光音響波信号が取得される。具体的には、受信部４１（図１参照）により受信され、第１メモリ４２（図１参照）に格納されることにより、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮ（図４参照）が信号処理部３１により取得される。この際、第１メモリ４２には、光音響波信号Ｌ１〜ＬＮが補正前のＮＭ座標データ（図４参照）として格納される。
【００７７】
そして、ステップＳ２において、複数（Ｐ組）の光音響波信号の平均化処理が行われる。具体的には、第１メモリ４２に格納される複数（Ｐ組）の光音響波信号Ｌ１〜ＬＮのそれぞれに対応する、複数（Ｐ個）のＮＭ座標データが平均化処理部４３により平均化処理される。
【００７８】
そして、ステップＳ３において、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少が補正される。具体的には、第１メモリ４２に格納されたＮＭ座標データの取得と、取得されたＮＭ座標データにおける各座標点の信号値（信号強度）Ｘｎｍに対して、補正係数Ｚ１を乗じる補正が補正処理部４４により行われる。これにより、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少が補正されたＮＭ座標データ（図５参照）が得られる。
【００７９】
そして、ステップＳ４において、補正された光音響波信号が逆投影される。つまり、ステップＳ４では、ステップＳ３の処理により得られた補正後のＮＭ座標データに基づいて、逆投影部４６により逆投影が行われる。この結果、図７に示すような各検出素子２１の各分散データＤの重なり状態に基づいて、画像化領域ＡＲ内の信号分布データが生成されるとともに、信号分布データに基づく光音響波画像が構築される。
【００８０】
そして、ステップＳ５において、逆投影により構築された光音響波画像が第３メモリ４７からモニタ３２に出力される。この結果、補正処理により得られる鮮明な光音響波画像がモニタ３２に表示される。そして、ステップＳ１に戻り、次の光音響波信号の取得が行われる。
【００８１】
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８２】
第１実施形態では、上記のように、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するとともに、補正された光音響波信号に基づいて、逆投影法により光音響波画像を生成する信号処理部３１を設ける。これにより、被検体内で発生した光音響波ＡＷが検出部２０に到達するまでに減衰したとしても、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。その結果、信号強度の減少が補正された光音響波信号により逆投影法による画像化処理を行うことができるので、逆投影法により鮮明な光音響波画像を得ることができる。
【００８３】
また、第１実施形態では、上記のように、光音響波信号が検出部２０により検出されるまでの検出時間ｔ、および、光音響波信号の有する信号周波数ｆの両方に基づいて、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように信号処理部３１を構成する。これにより、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少（減少量）に基づいて、確実に、光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。
【００８４】
また、第１実施形態では、上記のように、検出時間ｔ、および、信号周波数ｆの値が大きくなるのに応じて、光音響波信号の信号強度を増加させることにより、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように信号処理部３１を構成する。これにより、検出時間ｔおよび信号周波数ｆの値が大きくなるのに従って大きくなる信号強度の減少（減少量）に応じて、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度を増加させることができる。その結果、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少（減少量）に応じて、より確実に、光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。
【００８５】
また、第１実施形態では、上記のように、検出時間ｔの単位をμｓとし、信号周波数ｆの単位をＭＨｚとし、定数ｋ１を０．００２以上０．００９以下とした場合に、上記の式（１）で表される補正係数Ｚ１を、光音響波信号に乗じることによって、検出時間ｔおよび信号周波数ｆの値が大きくなるのに応じて、光音響波信号の信号強度を増加させるように信号処理部３１を構成する。これにより、上記の式（１）を用いることにより、検出時間ｔおよび信号周波数ｆの両方に応じて、光音響波信号の信号強度を増加させることができる。その結果、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少（減少量）に応じて、より一層確実に、光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。また、定数ｋ１を０．００２以上０．００９以下とすることによって、補正係数Ｚ１を適切に取得することができる。また、上記の式（１）において、（ｈ×ｔ）の項を設けることによって、逆投影法の特性に合わせた画像化処理を適切に行うことができる。
【００８６】
また、第１実施形態では、上記のように、単位を（ｃｍ／μｓ）とし、検出時間ｔの単位をμｓとした場合に、定数ｈを０．１以上０．２以下とする。また、定数ｈと検出時間ｔとを乗算した値が所定値よりも小さい場合には、定数ｈと検出時間ｔとを乗算した値を所定値とする。これにより、定数ｈの値が適切に設定されるので、補正係数Ｚ１をより適切に取得することができる。
【００８７】
また、第１実施形態では、上記のように、所定値を、０．５以上１．５以下とする。これにより、定数ｈの値がより適切に設定されるので、補正係数Ｚ１をより一層適切に取得することができる。
【００８８】
また、第１実施形態では、上記のように、光源部１０の光源１１を、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子および有機発光ダイオード素子のうち少なくともいずれか１つにより構成する。これにより、固体レーザ光源を用いる場合と比べて、光源１１の消費電力の低減および光源部１０の小型化などの利点を得ることができる。ここで、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子を光源１１として用いる場合には、固体レーザ光源を用いる場合と比べて、光源１１から照射される光の出力が小さくなる。このため、検出部２０により検出される光音響波信号の信号強度がより一層小さくなる。したがって、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子を光源１１として用いる場合に、信号強度の減少を補正して、鮮明な光音響波画像を得ることができるという本発明は特に有効である。
【００８９】
（第２実施形態）
次に、図１、図２、図５、図６および図９〜図１１を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態の構成に加えて、さらに検出素子２１に対する光音響波ＡＷの入射方向に起因する感度を考慮して逆投影法により光音響波画像を生成する例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９０】
本発明の第２実施形態による光音響画像化装置２００は、図１に示すように、光源部１０と、検出部２０と、光音響画像化装置本体（以下、装置本体という）１３０とを備えている。装置本体１３０には、信号処理部１３１が設けられている。信号処理部１３１は、逆投影部１４６が設けられていることを除いて、上記第１実施形態の信号処理部３１と同様の構成である。
【００９１】
図９に示すように、検出素子２１は、光音響波ＡＷ（図２参照）がいずれの方向から入射されたか（入射方向）により、感度（検出感度）が異なる。たとえば、図９に示す矩形状の検出素子２１は、検出素子２１の検出面に対して垂直方向から光音響波ＡＷが入射した場合に、最も感度が大きい。そして、検出面に対する垂直方向と光音響波ＡＷの入射方向との成す角度である入射角θが大きくなるに従い、感度が小さくなる。図９では、１番目の検出素子２１の入射角θに対する感度の大きさを概念的に矢印の長さで表している。
【００９２】
第２実施形態では、図１に示すように、逆投影部１４６は、補正後のＮＭ座標データ（図５参照）に基づいて逆投影を行う際、検出素子２１に対する光音響波ＡＷの入射方向に起因する感度を考慮して、画像化領域ＡＲ（図６参照）内の信号分布データを生成するように構成されている。
【００９３】
具体的には、図１０に示すように、逆投影部１４６は、まず、検出素子２１を中心とする半円環状の複数の分散データＤを仮想的に設定する際、検出素子２１に対する光音響波ＡＷの入射方向に起因する感度を考慮して、複数の分散データＤの信号値を設定するように構成されている。たとえば、図１０に示すように、ｎ番目の検出素子２１における分散データＤｎｍにおいて、ＮＭ座標データにおける座標点に対応した信号値Ｙｎｍを均等に分散させた場合の信号値（対応する座標点の信号値Ｙｎｍをその分散データＤの面積で除算した信号値）をａとし、検出素子２１の入射角θ＝０における感度を１とし、入射角θ＝θ１（０＜θ１）における感度を０．７とし、入射角θ＝θ２（θ１＜θ２）における感度を０．５とする。この場合、図１０に示すように、分散データＤｎｍの半円環状の領域のうち、入射角θ＝０の入射方向に対応する領域では、信号値をａ×１に設定する。同様に、入射角θ＝θ１の入射方向に対応する領域では、信号値をａ×０．７に設定し、入射角θ＝θ２の入射方向に対応する領域では、信号値をａ×０．５に設定する。このようにして、逆投影部１４６は、検出素子２１に対する光音響波ＡＷの入射方向に起因する感度を考慮して、複数の分散データＤにおいて入射角θの入射方向に対応する領域の信号値を設定する。
【００９４】
そして、第２実施形態では、逆投影部１４６は、検出素子２１に対する光音響波ＡＷの入射方向に起因する感度を考慮して設定された分散データＤ同士の重なり状態に基づいて、画像化領域ＡＲにおける信号値の分布を決定するように構成されている。この信号値の分布の決定による信号分布データの生成方法は、上記第１実施形態と同様である。以降は、上記第１実施形態と同様に、信号分布データに基づく光音響波画像が第３メモリ４７に格納される。
【００９５】
つまり、第２実施形態では、式（１）による補正係数Ｚ１を用いて、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少が補正処理部４４により補正されるのに加えて、検出素子２１に対する光音響波ＡＷの入射方向に起因する感度を考慮して画像化領域ＡＲ内の信号分布データが逆投影部１４６により生成されるとともに、この信号分布データに基づいて光音響波画像が構築（生成）される。
【００９６】
次に、図１１を参照して、第２実施形態の装置本体１３０の信号処理部１３１による光音響波画像構築処理についてフローチャートに基づいて説明する。
【００９７】
まず、ステップＳ１において、光音響波信号が取得され、次に、ステップＳ２において、複数（Ｐ組）の光音響波信号の平均化処理が行われる。そして、ステップＳ３において、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正が補正処理部４４により行われる。ステップＳ１〜Ｓ３の処理は、上記第１実施形態と同様である。
【００９８】
そして、ステップＳ４ａにおいて、検出素子２１に対する入射方向に起因する感度を考慮した逆投影が逆投影部１４６により行われる。具体的には、第２メモリ４５に格納された補正処理部４４による補正後のＮＭ座標データの取得と、取得されたＮＭ座標データに基づく分散データＤの仮想的な設定と、設定された分散データＤの重なり状態に基づく画像化領域ＡＲ内の信号分布データの生成とが逆投影部１４６により行われる。また、取得されたＮＭ座標データに基づく分散データＤの仮想的な設定の際、検出素子２１に対する入射方向に起因する感度を考慮して、分散データＤの仮想的な設定が行われる。ステップＳ３およびＳ４ａの処理の結果、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少が補正され、かつ、検出素子２１に対する入射方向に起因する感度が考慮された画像化領域ＡＲ内の信号分布データが得られる。また、ステップＳ４ａでは、この信号分布データに基づく光音響波画像が構築される。
【００９９】
その後、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ５の処理が行われる。この結果、第２実施形態においても、鮮明な光音響波画像がモニタ３２に表示される。そして、ステップＳ１に戻り、次の光音響波信号の取得が行われる。
【０１００】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０１】
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１０２】
第２実施形態では、上記のように、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するのに加えて、検出素子２１に対する光音響波ＡＷの入射方向に起因する感度を考慮して、逆投影法により光音響波画像を生成するように信号処理部１３１を構成する。これにより、逆投影法により光音響波画像を生成する際に、光音響波ＡＷの入射方向に起因する検出素子２１の感度の相違を考慮することができるので、被検体Ｐ（図２参照）内の実態に近い光音響波画像を得ることができる。その結果、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正することにより光音響波画像の鮮明度を向上させつつ、検出素子２１に対する光音響波ＡＷの入射方向に起因する感度を考慮することにより、被検体Ｐ内の実態に近い光音響波画像を得ることができる。したがって、この第２実施形態においては、逆投影法によって鮮明でかつ被検体Ｐ内の実態に近い光音響波画像を得ることができる。
【０１０３】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０４】
（第３実施形態）
次に、図１および図１２〜図１６を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態の構成に加えて、さらに光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正する例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１０５】
本発明の第３実施形態による光音響画像化装置３００は、図１に示すように、光源部１０と、検出部２０と、光音響画像化装置本体（以下、装置本体という）２３０とを備えている。装置本体２３０には、信号処理部２３１が設けられている。信号処理部２３１は、補正処理部２４４が設けられていることを除いて、上記第１実施形態の信号処理部３１と同様の構成である。
【０１０６】
第３実施形態では、補正処理部２４４は、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するのに加えて、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている。つまり、第３実施形態では、被検体Ｐ（図１２参照）内で発生し、検出部２０の検出素子２１に到達するまでの間の光音響波ＡＷの減衰と、光源部１０から照射され、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑ（図１２参照）に到達するまでの光の減衰との両方を考慮して、補正処理部２４４による補正処理が行われる。
【０１０７】
具体的には、補正処理部２４４は、上記第１実施形態と同様に、式（１）による補正係数Ｚ１により、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている。そして、第３実施形態では、補正処理部２４４は、さらに、被検体Ｐに対する光源部１０による光の照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄに基づいて、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の減少を補正するように構成されている。この第３実施形態では、距離ｄは、ＮＭ座標データに対応して求められる。たとえば、図１２に示す被検体Ｐ内の所定の位置Ｐｏまでの距離ｄは、図１３に示すように、ＮＭ座標データにおける座標点（１，ｍ）の検出時間ｔ＝ｍ×ｐに対して、音速ｃを乗算することにより、ｄ＝ｍ×ｐ×ｃとして求められる。つまり、光源部１０による光の照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄは、検出素子２１から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離に置き換えて求められる。その他の座標点についても、同様の計算により距離ｄを求めることが可能である。
【０１０８】
また、このように距離ｄを求める構成において、図１２および図１４に示すように、複数の検出素子２１が配列される配列方向の光源部１０の光源１１の幅Ｗ１は、複数の検出素子２１全体の配列方向の幅Ｗ２よりも大きくなるように構成されている。これにより、光源部１０による光の照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄを、検出素子２１から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離に置き換えて求めたとしても、光源１１の幅Ｗ１が複数の検出素子２１の配列方向の幅Ｗ２よりも大きいので、光源部１０による光の照射位置と検出素子２１との位置関係を確実に対応させることが可能である。
【０１０９】
また、第３実施形態では、補正処理部２４４は、光源部１０による光の照射位置に関する定数をｋ２とした場合に、以下の式（２）で表される補正係数Ｚ２を、光音響波信号に乗じることによって、光源部１０による光の照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄが大きくなるのに応じて、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている。
Ｚ２＝１０ｋ２×ｄ  ・・・（２）
【０１１０】
具体的には、補正処理部２４４は、上記第１実施形態の補正係数Ｚ１の場合と同様に、第１メモリ４２に格納されたＮＭ座標データにおける各座標点の信号値（信号強度）に対して、Ｚ２を乗じることによって、光源部１０による光の照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄが大きくなるのに応じて、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように構成されている。つまり、第３実施形態では、補正係数Ｚ１およびＺ２の両方が、第１メモリ４２に格納されたＮＭ座標データにおける各座標点の信号値（信号強度）に対して乗算される。たとえば、図１３に示すように、ＮＭ座標データにおける座標点（ｎ，ｍ）の信号値Ｘｎｍに対して、座標点（ｎ，ｍ）における補正係数Ｚ１およびＺ２の両方を乗じることによって、座標点（ｎ，ｍ）における補正後の信号値Ｙｎｍ（＝Ｚ１×Ｚ２×Ｘｎｍ）が得られる。同様に、座標点（１，１）から座標点（Ｎ，Ｍ）までのＮＭ座標データの全ての座標点において、各座標点における信号値に対して、各座標点における補正係数Ｚ１およびＺ２の両方が乗算されて、図１３に示す補正後のＮＭ座標データが補正処理部２４４により取得される。そして、補正後のＮＭ座標データが補正処理部２４４から第２メモリ４５に出力される。以降は、上記第１実施形態と同様に、逆投影部４６により逆投影が行われて、光音響波画像が構築（生成）される。
【０１１１】
ここで、定数ｋ２は、上記のように、光源部１０による光の照射位置に関する定数である。詳細には、定数ｋ２は、被検体Ｐに対する光源部１０による光の照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄに関する定数である。つまり、距離ｄに関して被検体Ｐ内で生じた光の減衰（光強度の減少）を補正するための定数である。そして、距離ｄに関して被検体Ｐ内で生じた光の減衰（光強度の減少）を補正することにより、光の減衰に起因して生じる光音響波信号の信号強度の減少を補正することが可能である。
【０１１２】
また、定数ｋ２は、被検体Ｐ（人体またはその他の動物など）や被検体Ｐの測定部位などの測定条件に応じて適宜決定することが可能である。この点に鑑みると、図１２に示すように、光源部１０による光の照射位置が検出部２０側である場合（言い換えると、光源部１０が検出部２０に隣接して配置され、光源部１０による光の照射位置が検出部２０に隣接している場合）で、距離ｄ（＝ｍ×ｐ×ｃ）の単位をｃｍとした場合には、定数ｋ２としては、０．２以上０．８以下であることが好ましい。なお、定数ｋ２が正の値である場合には、補正係数Ｚ２は、１よりも大きくなる。この場合、光源部１０による光の照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄが大きくなるのに応じて、光音響波信号の信号強度を増加させることにより、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少が補正される。つまり、この場合には、光音響波信号の信号強度を増加させることにより、光源部１０からの光の減衰に起因して生じた光音響波信号の信号強度の減少によるＮＭ座標データの各座標点における相対的な信号強度の差が縮まるように補正される。
【０１１３】
また、図１４に示すように、光源部１０による光の照射位置が検出部２０とは反対側である場合（言い換えると、光源部１０が検出部２０に対向して配置され、光源部１０による光の照射位置が検出部２０に対向している場合）で、距離ｄの単位をｃｍとした場合には、定数ｋ２としては、−０．８以上−０．２以下であることが好ましい。なお、光源部１０の照射位置が検出部２０とは反対側である場合にも、光源部１０による光の照射位置が検出部２０側である場合における仮想的な照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離をｄ（＝ｍ×ｐ×ｃ）とする。また、定数ｋ２が負の値である場合には、補正係数Ｚ２は、１未満になる。この場合、仮想的な光の照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄが大きくなるのに応じて、光音響波信号の信号強度を減少させることにより、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少が補正される。言い換えると、実際の光源部１０による光の照射位置からの距離が大きくなるのに応じて、光音響波信号の信号強度の減少量が小さくなるように光音響波信号の信号強度を減少させることにより、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少が補正される。これにより、この場合には、光音響波信号の信号強度を減少させることにより、光源部１０からの光の減衰に起因して生じた光音響波信号の信号強度の減少によるＮＭ座標データの各座標点における相対的な信号強度の差が縮まるように補正される。
【０１１４】
これらの結果、光源部１０による光の照射位置が検出部２０側である場合と、光源部１０による光の照射位置が検出部２０とは反対側である場合とにおいて、同様の式により距離ｄを得る構成において、確実に、ＮＭ座標データの各座標点における相対的な信号強度の差が縮まるように補正することが可能である。
【０１１５】
ここで、図１５を参照して、定数ｋ２を決定するために行った実験結果について説明する。図１５には、横軸を厚さ（ｃｍ）とし、縦軸を光の透過率（％）として、縦軸を対数表示とした片対数グラフを示す。実験は、空気（空気層）、寒天、鶏肉および豚肉について行った。また、実験には、近赤外光（８５０ｎｍの中心波長の光）の光を使用した。図１５に示すように、空気の場合が最も透過率の減少（光の減衰）の度合いが小さく、豚肉の場合が最も透過率の減少（光の減衰）の度合いが大きい。豚肉の場合、厚さ３ｃｍで、透過率は１．５％であった。したがって、定数ｋ２は、豚肉の場合の１ｃｍあたりの光の減衰に換算して、ｋ２＝−Ｌｏｇ（１．５／１００）／３＝約０．６（ｃｍ−１）となる。また、空気の場合、厚さ３ｃｍで、透過率は３３％であった。したがって、定数ｋ２は、空気の場合の１ｃｍあたりの光の減衰に換算して、ｋ２＝−Ｌｏｇ（３３／１００）／３＝約０．２（ｃｍ−１）となる。人体などの被検体Ｐでの光の減衰を考慮した場合には、定数ｋ２は、０．２以上０．６以下（図１２に示す光源部１０による光の照射位置が検出部２０側である場合）、または、−０．６以上−０．２以下（図１４に示す光源部１０による光の照射位置が検出部２０とは反対側である場合）であることがより好ましい。
【０１１６】
次に、図１６を参照して、第３実施形態の装置本体２３０の信号処理部２３１による光音響波画像構築処理についてフローチャートに基づいて説明する。
【０１１７】
まず、ステップＳ１において、光音響波信号が取得され、次に、ステップＳ２において、複数（Ｐ組）の光音響波信号の平均化処理が行われる。ステップＳ１およびＳ２の処理は、上記第１実施形態と同様である。
【０１１８】
そして、ステップＳ３ａにおいて、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正と、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正との両方が行われる。具体的には、第１メモリ４２に格納されたＮＭ座標データの取得と、取得されたＮＭ座標データにおける各座標点の信号値（信号強度）に対して、補正係数Ｚ１およびＺ２の両方を乗じる補正が補正処理部２４４により行われる。これにより、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少と、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少との両方が補正されたＮＭ座標データが得られる。
【０１１９】
そして、ステップＳ４において、２つの補正がなされた光音響波信号が逆投影される。その後、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ５の処理が行われる。この結果、第３実施形態においても、鮮明な光音響波画像がモニタ３２に表示される。そして、ステップＳ１に戻り、次の光音響波信号の取得が行われる。
【０１２０】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１２１】
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１２２】
第３実施形態では、上記のように、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するのに加えて、被検体Ｐに対する光源部１０による光の照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置（Ｐｏ）までの距離ｄが大きくなるのに応じて、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように信号処理部２３１を構成する。これにより、光源部１０からの光が被検体Ｐ内の検出対象物Ｑに到達するまでに減衰したとしても、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。その結果、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するのに加えて、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。したがって、光音響波信号の信号強度の減少をより適切に補正することができる。したがって、この第３実施形態においては、逆投影によってより鮮明な光音響波画像を得ることができる。
【０１２３】
また、第３実施形態では、上記のように、上記の式（２）で表される補正係数Ｚ２を、光音響波信号に乗じることによって、照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄが大きくなるのに応じて、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正するように信号処理部２３１を構成する。これにより、上記の式（２）を用いることにより、光源部１０からの光の減衰に起因する信号強度の減少（減少量）に応じて、確実に、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少を補正することができる。
【０１２４】
また、第３実施形態では、上記のように、光源部１０の照射位置が検出部２０側である場合には、照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄの単位をｃｍとした場合に、定数ｋ２を０．２以上０．８以下とする。また、光源部１０の照射位置が検出部２０とは反対側である場合には、光源部１０の照射位置が検出部２０側である場合における照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離をｄとし、かつ、照射位置から被検体Ｐ内の所定の位置までの距離ｄの単位をｃｍとした場合に、定数ｋ２を−０．８以上−０．２以下とする。これにより、光源部１０による光の照射位置に応じて、補正係数Ｚ２を適切に取得することができる。その結果、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度を適切に増加させることができる。
【０１２５】
また、第３実施形態では、上記のように、複数の検出素子２１が配列される配列方向の光源部１０の幅Ｗ１は、複数の検出素子２１の配列方向の幅Ｗ２よりも大きい。これにより、複数の検出素子２１の配列方向の全域にわたって、光源部１０からの光を確実に照射することができる。その結果、複数の検出素子２１により検出可能な範囲内における光の照射量が少ないことに起因して、複数の検出素子２１により検出可能な範囲内における検出対象物Ｑから光音響波ＡＷを十分に発生させることができないのを抑制することができる。これにより、複数の検出素子２１により検出可能な範囲内における検出対象物Ｑの検出が複数の検出素子２１により適切に行われないのを抑制することができる。
【０１２６】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１２７】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【０１２８】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、信号処理部３１（１３１、２３１）とは別個に制御部３４を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、信号処理部の機能の一部を、制御部により行うように構成してもよい。
【０１２９】
また、上記第２実施形態では、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正を行うとともに、検出素子２１に対する光音響波ＡＷの入射方向に起因する感度を考慮した逆投影を行い、上記第３実施形態では、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正と、光源部１０からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正との２つの補正を行うとともに、逆投影を行った例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正と、光源部からの光の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正との２つの補正を行うとともに、検出素子に対する光音響波の入射方向に起因する感度を考慮した逆投影を行ってもよい。これにより、より鮮明でかつ被検体内の実態に近い画像を逆投影により得ることができる。
【０１３０】
また、上記第１〜第３実施形態では、光音響波ＡＷの減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正を、検出時間ｔおよび信号周波数ｆの両方に基づいて行った例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光音響波の減衰に起因する光音響波信号の信号強度の減少の補正を、検出時間または信号周波数の少なくとも一方に基づいて行ってもよい。
【０１３１】
また、上記第１〜第３実施形態では、受信部４１に、検出部２０の複数（Ｎ個）の検出素子２１に対応して、複数（Ｎ個）の増幅部５１と、複数（Ｎ個）のＡ／Ｄ変換部５２とを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、受信部に、検出部の複数の検出素子よりも少ない数で、増幅部とＡ／Ｄ変換部とを設けてもよい。この場合、検出部の複数の検出素子により検出されたＮ個の光音響波信号を、複数回に分割して受信すればよい。これにより、受信部の構成を簡素にすることができるので、その分、光音響画像化装置の構成を簡素にすることができる。
【０１３２】
また、上記第１〜第３実施形態では、光源部１０に１つの光源１１を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光源部に、複数の光源を設けるとともに、複数の光源それぞれを互いに異なる複数の波長の光を発光可能に構成してもよい。この場合、複数の波長の光によるそれぞれの光音響波信号、または、複数の波長の光によるそれぞれの光音響波信号を合成した合成後の光音響波信号を補正して、逆投影により光音響波画像を生成するように構成してもよい。これにより、複数の波長の光により複数の光音響波信号を得る構成においても、逆投影により鮮明な光音響波画像を得つつ、単一波長の光による光音響波信号に基づいて光音響波画像を得る場合と比べて、被検体内のより多様な情報を含む光音響波画像を得ることができる。
【０１３３】
また、上記第１実施形態では、式（１）により示す補正係数Ｚ１を補正に用い、上記第３実施形態では、式（２）により示す補正係数Ｚ２を補正に用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、補正係数Ｚ１およびＺ２の式を、簡略化して用いてもよい。たとえば、上記第１実施形態の場合には、補正係数Ｚ１を、Ｚ１＝ｈ×ｔ×２．３×（１＋（ｋ１×ｔ×ｆ））に簡略化して用いてもよい。また、上記第２実施形態の場合には、補正係数Ｚ１×Ｚ２を、Ｚ１×Ｚ２＝ｈ×ｔ×２．３×（１＋（ｋ１×ｔ×ｆ）＋（ｋ２×ｄ））に簡略化して用いてもよい。これにより、補正係数を簡略化した分、補正処理に係る処理の時間を短縮することができる。
【０１３４】
また、上記第１〜第３実施形態では、説明の便宜上、本発明の信号処理部３１（１３１、２３１）の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、信号処理部３１（１３１、２３１）の処理動作を、イベントごとに処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【０１３５】
１０  光源部
１１  光源
２０  検出部
２１  検出素子
３１、１３１、２３１  信号処理部
１００、２００、３００  光音響画像化装置
Ｌ１〜ＬＮ  光音響波信号
【図１】
2016083044.tif 000003
【図２】
2016083044.tif 000004
【図３】
2016083044.tif 000005
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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