(57)【要約】      （修正有）【課題】伝送部の伝送効率が、被検体への光の照射位置ごとにばらついても、被検体の情報を精度よく取得できる光音響装置を提供する。【解決手段】照射部６から被検体８に照射される光３の照射位置は走査され、伝送部４の伝送効率は照射位置ごとで異なり、取得部１４は、伝送部４の伝送効率に関する情報を用いて、被検体８の情報を取得する。【選択図】図１
2017093503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から発せられた光を被検体に照射する照射部と、前記光源から発せられた光を前記照射部まで伝送する伝送部と、前記照射部から前記被検体に光が照射されることにより発生する音響波を検出して電気信号を出力する検出部と、前記電気信号を用いて前記被検体の内部の情報を取得する取得部と、を有し、
前記照射部から前記被検体に照射される光の照射位置は走査され、
前記伝送部の伝送効率は、前記照射位置ごとで異なり、
前記取得部は、前記伝送部の伝送効率に関する情報を用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする情報取得装置。
【請求項２】
前記伝送部は、少なくとも１つのミラーを有し、
前記少なくとも１つのミラーは、光源から発せられた光の波長に対して反射率の偏光依存性を有しており、
前記少なくとも１つのミラーに対する前記光源から発せられた光の入射角度は、前記照射位置ごとに異なっていることを特徴とする請求項１に記載の情報取得装置。
【請求項３】
前記伝送部の前記伝送効率に関する情報とは、前記ミラーの反射率に関する情報であることを特徴とする請求項２に記載の情報取得装置。
【請求項４】
前記伝送部は、前記照射部から前記被検体に光を照射する照射方向と平行な方向に導波する少なくとも２つ以上の第１の導波管と、前記照射方向と垂直な面内方向に光を導波する第２の導波管と、前記第１の導波管と前記第２の導波管とを連結し、前記第１の導波管と前記第２の導波管それぞれの中を導波する光の導波方向を略垂直に曲げるように配置されたミラーを内包する関節部と、を有する多関節アームであり、
前記第２の導波管の両側には、前記関節部を介して前記第１の導波管がそれぞれ連結されており、
前記ミラーは、光源から発せられた光の波長に対して反射率の偏光依存性を有しており、
前記ミラーに対する前記光源から発せられた光の入射角度は、前記照射位置ごとに異なっていることを特徴とする請求項１に記載の情報取得装置。
【請求項５】
前記伝送部の前記伝送効率に関する情報とは、前記多関節アームの透過率に関する情報であることを特徴とする請求項４に記載の情報取得装置。
【請求項６】
さらに、前記照射部の前記照射位置ごとの前記伝送部の前記伝送効率に関する情報をテーブルとして記憶する記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された前記テーブルを用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の情報取得装置。
【請求項７】
前記光源は、波長可変光源であり、
前記伝送部の前記伝送効率に関する情報は、前記照射位置と前記光源から発せられる光の波長ごとで異なり、
前記取得部は、前記波長ごとに異なる、前記照射部の前記照射位置ごとの前記伝送部の前記伝送効率に関する情報を用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の情報取得装置。
【請求項８】
さらに、前記光源から発せられる光の波長ごとに、前記照射部の前記照射位置ごとの前記伝送部の前記伝送効率に関する情報をテーブルとして記憶する記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された前記波長ごとの前記テーブルを用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする請求項７に記載の情報取得装置。
【請求項９】
前記光源は、波長差が３０ｎｍ以上の２つの波長を少なくとも照射することを特徴とする請求項７又は８に記載の情報取得装置。
【請求項１０】
前記照射部は、前記検出部と前記被検体の間に配置された、音響的に接続する音響整合材を介して、前記光源から発せられた光を前記被検体に照射し、
前記照射部から射出されてから前記被検体に照射されるまでに前記音響整合材を通る距離が、前記照射位置ごとで異なっており、
前記照射部から射出された光の前記音響整合材による透過率は、前記照射位置ごとで異なっており、
前記取得部は、前記伝送部の前記伝送効率に関する情報と、前記照射部から射出された光の前記音響整合材による透過率に関する情報と、を用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の情報取得装置。
【請求項１１】
さらに、前記照射部の前記照射位置ごとの、前記照射部から射出された光の前記音響整合材に対する透過率に関する情報と、前記照射部の前記照射位置ごとの前記伝送部の前記伝送効率に関する情報と、をそれぞれテーブルとして記憶する記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された前記テーブルを用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする請求項１０に記載の情報取得装置。
【請求項１２】
さらに、前記照射部の前記照射位置ごとの、前記照射部から射出された光の前記音響整合材に対する透過率と前記照射部の前記照射位置ごとの前記伝送部の前記伝送効率との掛け合わせた値に関する情報と、をテーブルとして記憶する記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された前記テーブルを用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする請求項１０に記載の情報取得装置。
【請求項１３】
前記照射位置ごとに前記照射部から射出された光の光強度分布は異なり、
前記取得部は、前記伝送部の前記伝送効率に関する情報と、前記照射部から射出された光の光強度分布と、を用いて、前記被検体の内部の情報を取得することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の情報取得装置。
【請求項１４】
さらに、前記照射部の前記照射位置ごとの前記伝送部の前記伝送効率に関する情報と、前記照射部の前記照射位置ごとの前記照射部の光強度分布に関する情報と、をそれぞれテーブルとして記憶する記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された前記テーブルを用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする請求項１３に記載の情報取得装置。
【請求項１５】
光源から伝送部を介して照射部から被検体に光を照射する工程と、
前記照射部から前記被検体に照射される光の照射位置を走査する工程と、
前記照射部から前記被検体に光が照射されることにより発生する音響波を検出して電気信号を出力する工程と、
前記電気信号と、前記伝送部の伝送効率に関する情報と、を用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする情報取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は情報取得装置及び情報取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生体内の吸収係数などの光学特性値を求める方法の１つとして、光音響トモグラフィー（Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下ＰＡＴという）がある。ＰＡＴでは、レーザなどの光源から発生したパルス光が生体に照射されると、光は生体内を拡散しながら伝搬する。生体内の光吸収体は、伝搬してきた光を吸収して光音響波（典型的には超音波）を発生する。この光音響波を検出部で受信し、受信した信号を解析することにより、生体内の光吸収体に起因した初期音圧分布を得ることができる。ＰＡＴにおいて光吸収により生体内の光吸収体から得られる光音響波の初期音圧Ｐは次式で表すことができる。
【０００３】
Ｐ＝Г・μａ・Φ  ・・・式（１）
ここで、Гは弾性特性値であるグリューナイゼン係数であり、体積膨張係数βと音速ｃの二乗の積を比熱Ｃｐで割ったものである。μａは光吸収体の吸収係数、Φは光吸収体に吸収される光束である。式（１）から分かるように、任意の位置の初期音圧に対して、その位置に到達する光量を考慮することにより、吸収係数を得ることができる。吸収係数を精度良く取得するためには、被検体に照射される光量のばらつきが小さいことが好ましいが、光量のばらつきをなくすことは困難である。特許文献１には、光源の出力光量の経時的な変化に基づいて、受信した信号を補正して、被検体の吸収係数を取得することが開示されている。
【０００４】
ところで、広範囲の被検体に光を照射する場合には、被検体に対して光の照射位置を走査することが考えられる。そのために、光の照射部を移動可能に構成して、光源から照射部まで光を導く光導波路も移動可能に構成することが考えられる。特許文献２には、光導波路として、鏡筒にミラーなどを組み込んだＡｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  ａｒｍ（多関節アーム）を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０５２０６１号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／０１１４１２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２のような多関節アームを用いると、光源であるレーザの偏光面と多関節アームを構成するミラーの面がなす角度が、多関節アームの射出端の位置、すなわち、被検体への光の照射位置によって異なる。この結果、多関節アームを構成するミラーの反射率が偏光依存性を持つ場合には、多関節アームの伝送効率が、被検体への光の照射位置ごとにばらついてしまう。そのため、吸収係数分布等の被検体の情報を精度よく取得することができない。この課題は、光源の出力光量の経時的な変化の有無に関わらず生じる。
【０００７】
本発明の目的は、伝送部の伝送効率が、被検体への光の照射位置ごとにばらついても、被検体の情報を精度よく取得する情報取得装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の情報取得装置は、光源と、前記光源から発せられた光を被検体に照射する照射部と、前記光源から発せられた光を前記照射部まで伝送する伝送部と、前記照射部から前記被検体に光が照射されることにより発生する音響波を検出して電気信号を出力する検出部と、前記電気信号を用いて前記被検体の内部の情報を取得する取得部と、を有し、前記照射部から前記被検体に照射される光の照射位置は走査され、前記伝送部の伝送効率は、前記照射位置ごとで異なり、前記取得部は、前記伝送部の伝送効率に関する情報を用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする。
【０００９】
本発明の情報取得方法は、光源から伝送部を介して照射部から前記被検体に光を照射する工程と、前記照射部から前記被検体に照射される光の照射位置を走査する工程と、前記照射部から前記被検体に光が照射されることにより発生する音響波を検出して電気信号を出力する工程と、前記電気信号と、前記伝送部の伝送効率に関する情報と、を用いて、前記被検体の情報を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の情報取得装置によれば、伝送部の伝送効率が、被検体への光の照射位置ごとにばらついても、被検体情報を精度良く取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る情報取得装置の一例を示す模式図
【図２】実施形態１に係る情報取得方法の一例を示すフロー図
【図３】実施形態２に係る情報取得装置の一例を示す模式図
【図４】実施形態２に係る伝送部の構成の一例を示す模式図
【図５】実施形態２に係る多関節アームの波長７９７ｎｍの光に対する照射位置ごとの透過率の分布と、透過率の分布を補正するための補正テーブル
【図６】実施形態２に係る多関節アームの波長７５６ｎｍの光に対する照射位置ごとの透過率の分布と、透過率の分布を補正するための補正テーブル
【図７】実施形態２に係る情報取得方法の一例を示すフロー図
【図８】実施形態３に係る情報取得装置の一例を示す模式図
【図９】実施形態３に係る多関節アームと水の波長７９７ｎｍの光に対する照射位置ごとの透過率の分布と、透過率の分布を補正するための補正テーブル
【図１０】実施形態３に係る多関節アームと水の波長７５６ｎｍの光に対する照射位置ごとの透過率の分布と、透過率の分布を補正するための補正テーブル
【図１１】実施形態４に係る照射部の照射位置ごとの光強度分布を説明する図
【図１２】実施形態４の走査範囲と照射部の移動の軌跡を示す模式図と、照射位置ごとの光強度分布を補正する補正テーブル
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る情報取得装置について説明する。なお、本発明において、音響波とは、音波、超音波、光音響波と呼ばれるものを含み、被検体に近赤外線等の光（電磁波）を照射して被検体内部で発生する弾性波のことを示す。また、本発明の情報取得装置は、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを主な目的とし、被検体の内部の被検体情報を取得する装置である。よって、被検体としては生体、具体的には人体や動物が想定され、その一部、例えば乳房や指、手足などが診断の対象部位として想定される。
【００１３】
本実施形態に係る被検体情報とは、光音響効果により発生した光音響波の発生音圧（初期音圧）、光エネルギー吸収密度、光吸収係数、および組織を構成する物質の濃度等である。ここで、物質の濃度とは、酸素飽和度、オキシヘモグロビン濃度、デオキシヘモグロビン濃度、および総ヘモグロビン濃度等である。総ヘモグロビン濃度とは、オキシヘモグロビン濃度およびデオキシヘモグロビン濃度の和である。
【００１４】
また、本実施形態における被検体情報は、数値データとしてだけではなく、分布データであってもよい。すなわち、光吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布データを被検体情報としてもよい。被検体情報は、画像データという形式であってもよい。
【００１５】
本発明の情報取得装置は、光源と、光源から発せられた光を被検体に照射する照射部と、光源から発せられた光を照射部まで伝送する伝送部と、を有している。さらには、情報取得装置は、照射部から被検体に光が照射されることにより発生する音響波を検出して電気信号を出力する検出部と、電気信号を用いて被検体の内部の情報を取得する取得部と、を有している。その他に、情報取得装置は、検出部を支持する支持部、被検体への光の照射位置ごとに伝送部の伝送効率を補正するための補正テーブルを記憶する記憶部、を有している。
【００１６】
（光源）
被検体が生体の場合、光源からは、生体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される波長のパルス光が照射される。本発明において使用する波長は、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。具体的には、被検体が生体の場合、６００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である。また、効率的に光音響波を発生させるために、パルス幅は１０ｎｓ以上１００ｎｓが好適である。光源としては大出力が得られるレーザが好ましいが、レーザの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプ等を用いることもできる。レーザとしては、固体レーザ、ガスレーザ、色素レーザ、半導体レーザ、ファイバーレーザなど様々なレーザを使用できる。照射のタイミング、波形、強度等は制御部によって制御される。
【００１７】
光源は、単一の光源で構成されていてもよいし、複数の光源で構成されていてもよい。また、複数の光源で構成される場合、その複数の光源が同じ波長帯域の光を発する光源のみで構成されていてもよいし、異なる波長帯域の光を発する光源を含んで構成されていてもよい。光源は、中心波長を変えることができる、いわゆる波長可変の光源であってもよい。
【００１８】
（伝送部）
伝送部は、光源から発せられた光を照射部まで伝送させる。伝送部としては、ガルバノミラーや多関節アームを用いることができる。多関節アームは複数の中空の導波管が、ミラーを内包した関節によって接続された光学系で構成され、一部の導波管は移動可能な構成である。伝送部は、これらの構成に、レンズやミラー、拡散板、ファイバを組み合わせた構成でもよい。光源からの光を直接ガルバノミラーや多関節アームに入射させてもよいし、レンズや拡散板等を用いて光を適切な密度や形状に変えてからガルバノミラーや多関節アームに入射させてもよい。また、伝送部は、光源と照射部とに光学的に接続されている。
【００１９】
（照射部）
照射部は、伝送部からの光を被検体に導くためのものである。照射部の材質としてはガラスや樹脂などが考えられるが、光を透過するものであれば何でもよい。また、照射部の表面に反射防止コーティングが施されていてもよい。さらに、照射部は、被検体上での照射強度や光分布、位置が好適になるように構成されていてもよい。
【００２０】
また、照射部は、ミラー、レンズ、プリズムなどの光学素子を用いることができる。照射部から被検体に照射される光の照射位置は、被検体の表面上を、１次元又は２次元的に走査可能に構成され、その照射位置を変える構成であってもよい。また、照射部自体が１次元又は２次元的に移動可能に構成され、その照射位置を変える構成であってもよい。
【００２１】
（検出部）
検出部は、パルス光により被検体表面及び被検体内部で発生する光音響波を受信し、光音響波をアナログ信号である電気信号（受信信号）に変換するものである。検出部は、圧電現象を用いたセンサ、光の共振を用いたセンサ、静電容量の変化を用いたセンサなど、光音響波を受信できるものであればどのようなセンサを用いてもよい。検出部としては、高解像な光音響画像を得るために、複数のセンサを１次元、２次元または３次元に配列したものが好ましい。また、検出部は、移動可能に構成されていることが好ましい。また、被検体や保持部の表面で反射した光や、被検体内部を散乱して被検体から出てきた光を再び被検体に戻すために、センサの表面に金膜などの反射膜を設けてもよい。
【００２２】
検出部は、多次元配列センサを用いることで、同時に複数の位置で音響波を検出することができ、測定時間を短縮できる。センサが３次元的に配置される場合は、それぞれのセンサの受信感度が強い指向領域が被検体の位置で重なるように、例えば、球面に沿って配置することが望ましい。
【００２３】
（支持部）
支持部は、複数の検出部の相対的な位置関係を維持するためのものである。支持部は剛性が高いものが望ましく、その材質として例えば金属が考えられる。被検体や保持部の表面で反射した光や、被検体内部を散乱して被検体から出てきた光を再び被検体に戻すために、支持部の被検体側の表面に金膜などの反射膜を設けてもよい。支持部は複数の検出部を隣接させて支持してもよいし、離して支持してもよい。
【００２４】
支持部は、センサが３次元的に配置されるように、被検体を覆うような容器形状で構成されていてもよく、その容器形状の支持部の内壁にセンサの音響波受信面が配置されるように構成されていてもよい。また、容器形状の支持部の内壁が球面などの曲面で構成されていてもよい。また、支持部に、照射部が取り付けられていてもよい。
【００２５】
（取得部）
取得部は、後述する電気信号収集部により収集された電気信号と、後述する記憶部に記憶された照射位置と伝送部の伝送効率との対応関係に関する情報と、を用いて、被検体の内部の被検体情報を取得する。具体的には、取得部は、電気信号収集部により収集された電気信号から３次元の被検体内の初期音圧分布を生成する。初期音圧分布の生成に関しては、例えば、ユニバーサルバックプロジェクション（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ、以下ＵＢＰ）アルゴリズムやディレイアンドサム（Ｄｅｌａｙ  ａｎｄ  Ｓｕｍ）アルゴリズムを用いることができる。また、取得部は、記憶された照射位置と伝送部の伝送効率との対応関係に関する情報を基に、被検体内の３次元の光分布情報を生成する。これは、２次元の光強度分布に関する情報から光拡散方程式を解くことで取得できる。電気信号から生成された被検体内の初期音圧分布と、照射部の光強度分布から生成された３次元光分布情報と、で規格化することで、被検体情報である被検体内の光吸収係数分布を得ることができる。また、複数の波長における光吸収係数分布を演算することで、被検体内のヘモグロビンの酸素飽和度分布を得ることができる。
【００２６】
取得部は、ＣＰＵとＤＲＡＭ、および不揮発メモリ、制御ポートから構成されるコンピュータで構成される。不揮発メモリに格納されたプログラムがＣＰＵで実行されることにより、各モジュールの制御が行われる。データ処理部は汎用コンピュータや専用に設計されたワークステーションであってもよい。ＣＰＵとしてはマルチコアＣＰＵなどを用いることができる。
【００２７】
（電気信号収集部）
電気信号収集部は、検出部で得られた電気信号を収集するものである。電気信号収集部は、効率よく処理するためにはアナログ信号からデジタル信号に変換するＡｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ（Ａ／Ｄ）変換部を有することが望ましい。電気収集部は、Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）などの専用ＩＣ（Ｄａｔａ  Ａｃｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍとも称する）で構成されていてもよい。
【００２８】
（記憶部）
記憶部は、被検体への光の照射位置ごとの伝送部の伝送効率のばらつきを補正するための補正テーブルを持つメモリである。以下の実施形態では、ステージ座標とは、支持部の中心の座標とする。取得部が被検体内の情報を形成する際には、記憶部の補正テーブルを参照する。
【００２９】
本発明において、伝送効率とは、伝送部に入射する光の光量に対する伝送部から射出される光の光量の比の値として定義することができる。また、伝送効率に関する情報とは、伝送部の伝送効率そのものでもよいし、伝送部の伝送効率の逆数の値であってもよい。その他、伝送効率に関する情報は、照射位置ごとの伝送部の伝送効率のばらつきが反映されたものであればよい。
【００３０】
また、記憶部は、照射部から発せられた、例えば２次元空間分布で表される光強度分布に関する情報をテーブルとして記憶していてもよい。光強度分布に関する情報は、照射位置ごとで光強度分布が変わらなければ、照射部を所定の位置に配置した際の光強度分布に関する情報でよい。また、照射位置ごとで光強度分布が変わる場合には、各照射位置における光強度分布に関する情報を記憶することが好ましい。光強度分布は、照射部近傍、又は、一定距離離れた位置に仮想スクリーンを置いた場合の射出光の光分布とする。
【００３１】
また、検出部と被検体の間に配置された、音響的に接続する音響整合材を介して、光源から発せられた光を被検体に照射し、照射部から射出された光の音響整合材による透過率が照射位置ごとで異なる場合には、以下の情報を記憶していることが好ましい。その情報は、照射位置における照射部から射出された光の音響整合材の透過率に関する情報である。これにより、音響整合材による光の減衰の影響を考慮することで、照射位置ごとの照射光量のばらつきを補正することが可能になる。なお、記憶している情報は、照射位置ごとの照射部から射出された光の音響整合材の透過率と照射位置ごとの伝送部の伝送効率の掛け合わせたものに関する情報でもよい。
【００３２】
（音響整合材）
音響整合材は、被検体と検出部を音響的に接続するための部材である。このため、音響整合材の音響インピーダンスは、被検体と検出部との音響インピーダンスに近いことが望ましい。音響整合材の材料としては、水、ジェル、油などが考えられる。
【００３３】
（保持部）
保持部は、被検体に照射する光を透過させるために、光の透過率が高い部材が使われる。さらに、被検体からの光音響波を透過させるために、被検体と音響インピーダンスが近い材料が望ましい。このような保持部の一例としてはポリメチルペンテンやゴムシートが挙げられる。また、被検体からの光音響波を検出部で効率良く受信するために、水などの液体あるいはジェルなどを介して保持部と被検体を接触させることが好ましい。
【００３４】
保持部は、被検体の形状に合わせたカップ状で構成されていたり、被検体を挟んで固定するように２枚の保持板で構成されていたりする。
【００３５】
（走査部）
走査部は、照射部から被検体に照射される光の照射位置は、被検体の表面上を、１次元又は２次元的に走査するものである。例えば、伝送部がガルバノミラーで構成されている場合には、ガルバノミラーを駆動させる機構であり、具体的には、ガルバノミラーの反射面の角度を変えるものである。
【００３６】
また、走査部は、照射部を２次元的に移動が可能にする走査ステージでもよい。走査部には、照射部の移動した位置を検出する位置検出部が設けられていてもよい。走査部は、必要に応じて検出部と照射部とを一体化して同時に走査する構成であってもよい。
【００３７】
（走査駆動部）
走査駆動部は、後述する制御部からの命令により、走査部を制御して、照射部に所望の走査を与えるものである。走査駆動部は、走査部による走査が等速運動で連続的に行うように走査部を駆動してもよいし、移動とデータの受信をステップアンドリピートで行うように走査部を駆動してもよい。また、走査駆動部は、走査部が円弧状やらせん状に走査するように走査部の駆動を行ってもよい。
【００３８】
（走査位置取得部）
走査位置取得部は、被検体にパルス光を照射した時の照射部の走査位置を取得するものである。制御部が走査駆動部に与えた命令から照射部の位置が認識できる場合は、位置検出部及び走査位置取得部は必ずしも必要なわけではない。検出部と照射部とが一体化されている場合は、走査位置取得部によって、被検体にパルス光を照射した時の検出部の位置情報も同時に取得できる。
【００３９】
（制御部）
制御部は、所望のタイミングで音響波の検出が行えるように制御するものである。制御部は、後述する、光源制御部、走査制御部、電気信号収集制御部及びシステム制御部を有する。制御部は、制御プログラムを有するＣＰＵであってもよい。また、制御部は、プログラム動作におけるリソースの制御と管理などを行うオペレーティングシステムを稼働するものであってもよい。
【００４０】
（光源制御部）
光源制御部は、パルス光の発光タイミング、すなわち被検体にパルス光を照射するタイミングを制御するものである。例えば、光源制御部は、ある特定の繰り返し周波数でパルス光を発光させたり、又は、照射部の位置情報を基準としてパルス光を発光させたりするものである。
【００４１】
（走査制御部）
走査制御部は、走査駆動部を制御して、照射部に所望の動きを与えるものである。また、走査制御部は、被検体にパルス光を照射する瞬間の照射部の位置情報を取得するように走査位置取得部に命令を与える。走査制御部は、被検体の特定領域の音響情報を取得できるように、術者が関心領域を指定する機能を別に設けておき、その関心領域に対応した走査命令を走査駆動部に与えてもよい。
【００４２】
（電気信号収集制御部）
電気信号収集制御部は、被検体内で発生した音響波を検出部が検出するタイミング及び検出時間を制御するものである。被検体にパルス光を照射した瞬間から、又は、一定時間経過した後から、画像化したい被検体深さに相当する時間までの電気信号を収集させるように電気信号収集部に命令を与える。
【００４３】
（システム制御部）
所望のタイミングで音響波の検出が行えるように、光源制御部、走査制御部、電気信号収集制御部を連動させて制御するものである。
【００４４】
（被検体及び光吸収体）
これらは本発明の情報取得装置の一部を構成するものではないが、以下に説明する。光音響効果を用いた本発明の情報取得装置は、血管の撮影、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを主な目的とする。被検体内部の光吸収体としては、使用する光の波長にもよるが、被検体内で相対的に吸収係数が高いものである。具体的には水や脂肪、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなどが挙げられる。
【００４５】
以下に図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００４６】
［実施形態１］
図１（ａ）、（ｂ）は本実施形態に係る情報取得装置の一例を説明する模式図である。情報取得装置は、光源２と、光源２から発せられた光３を被検体８に照射する照射部６と、光源２から発せられた光３を照射部６まで伝送する伝送部と、を有している。さらに、情報取得装置は、照射部６から被検体８に光３が照射されることにより発生する光音響波１０を検出して電気信号を出力する検出部１２と、電気信号を用いて被検体８の内部の情報を取得する取得部１４と、を有している。被検体８は、保持部７により保持されている。検出部１２は支持部１３の底面により支持されている。また、照射部６は、検出部１２と被検体８の間に配置された、音響的に接続する音響整合材１１を介して、光源２から発せられた光３を被検体８に照射している。本実施形態の伝送部は、ミラー４で構成されている。ミラー４の反射面の角度は、走査部５によって変えられる。
【００４７】
図１（ａ）は、照射位置が被検体８の中央にある場合の様子を表している。図１（ｂ）は、照射位置が被検体８の周辺部にある場合の様子を表している。図１（ａ）、（ｂ）で示すように、走査部５によって、ミラー４の反射面の角度が変えられることで、照射部６から射出された光の被検体８の表面における照射位置が変えられて、被検体８の表面を走査される。このため、本実施形態では、照射部６及び支持部１３、検出部１２は移動しない構成である。支持部１３は、保持部７と検出部１２の間を音響整合材１１で充填させるための容器で構成されている。
【００４８】
制御部１は、情報取得装置の動作を制御するものであり、光源制御部、走査制御部、電気信号収集制御部、及び全体を制御するシステム制御部を備えている。光源制御部は、光源２の動作を制御している。走査制御部は、伝送部のミラー４の反射面に対する光３の入射角度を制御している。電気信号収集制御部は、取得部１４内の電気信号収集部の制御を行っている。
【００４９】
光源２は、チタンサファイアレーザである。このチタンサファイアレーザの波長は７９７ｎｍ、出力は１２０ｍＪ、周波数は２０Ｈｚ、パルス幅は１０ｎｓである。チタンサファイアレーザの偏光は直線偏光である。光源２から出た光３は、ミラー４によって伝送される。被検体８の表面上での光の照射位置が所望の位置にくるように、ミラー４の角度は走査部５によって制御される。
【００５０】
伝送部で反射された光３は、照射部６と音響整合材１１、保持部７を伝搬して被検体８に照射される。ここで、照射部６はポリカーボネートの板である。被検体８内を拡散した光は、光吸収体９に吸収される。そして、光吸収体９から光音響波１０が発生し、被検体８と保持部７、音響整合材１１を伝搬し、検出部１２で受信される。ここで、音響整合材１１は水である。また、検出部１２は、静電容量型超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）である。検出部１２は支持部１３により支持されている。取得部１４は、検出部１２で受信された信号から被検体８内の初期音圧分布を取得する。
【００５１】
光源２の光３が偏光を持つため、ミラー４の伝送効率は、ミラー４の角度によってばらつく。この理由は以下のとおりである。まず、チタンサファイアレーザの偏光は直線偏光であり、電場は光３の進行方向に対して垂直な一定の方向に振動している。ミラー４の反射面の角度が、照射位置ごとで変わると、ミラー４の反射面に入射する光３の入射角度も変わる。さらに、電場の振動方向とミラー４の反射面とのなす角度も、照射位置に対応して変わってしまう。具体的には、例えば、ミラー４の反射面の角度によって、光の反射が、ｐ偏光の反射であるのか、ｓ偏光の反射であるのか、あるいはｐ偏光とｓ偏光が混ざって反射されるのかが変わる。ミラー４が光源２から発せられた光の波長に対して反射率の偏光依存性を有していると、照射位置によってミラーによる反射率が異なってしまう。そのため、ミラー４の伝送効率が照射位置ごとで異なってしまう。なお、本実施形態においては、伝送効率に関する情報は、ミラー４の反射率である。
【００５２】
ミラー４の反射率が照射位置ごとで異なってしまうと、被検体８上の照射位置ごとの光量がばらつく。そのため、発生する光音響波１０の強度（式（１）のＰに対応）、または被検体内の光量分布（式（１）のΦに対応）がばらつく。その結果、光吸収係数分布（式（１）のμａに対応）が精度良く取得することができなくなる。
【００５３】
そこで、本実施形態の情報取得装置は、記憶部１５を備えている。記憶部１５は、照射部６の照射位置におけるミラー４の伝送効率に関する情報を有している。具体的には、ミラー４の反射面の角度ごとの、被検体８に照射される反射率の逆数のデータを補正テーブルとして備えている。ミラー４の反射面の角度は、照射部６の照射位置に対応する。取得部１４は、記憶部１５が持つ補正テーブルと、検出部１２の受信信号から取得された初期音圧分布と、を用いて吸収係数分布を取得する。この補正テーブルは、予め測定した照射位置ごと（反射面の角度ごと）のミラー４の反射率を基に作成しておく。
【００５４】
次に、本実施形態における情報取得方法のフローを、図２を用いて説明する。まず、操作者が測定を開始する（Ｓ１）。次に、走査部５がミラー４の角度を初期値に駆動する（Ｓ２）。次に、光源２が光３を照射する（Ｓ３）。次に、検出部１２が光音響波１０を受信する（Ｓ４）。次に、検出部１２が受信した信号を取得部１４に転送する（Ｓ５）。次に、予め指定した範囲内の撮像が終了したかどうかをシステムが判断する（Ｓ６）。予め指定した範囲内の撮像が終了していないとシステムが判断した場合には、走査部５がミラー４の角度を次の値に駆動し（Ｓ７）、再びＳ３に戻り、Ｓ３〜Ｓ５を順に行う。Ｓ６で、予め指定した範囲内の撮像が終了したとシステムが判断した場合には、検出部１２で受信した信号を用いて、取得部１４が被検体８内の初期音圧分布を取得する（Ｓ８）。次に、記憶部１５に保存された補正テーブルを用いて、取得部１４が初期音圧分布から吸収係数分布を取得する（Ｓ９）。そして、測定は終了する（Ｓ１０）。
【００５５】
以上のように、被検体への光の照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報を用いることにより、吸収係数分布を精度良く測定することができる。本実施形態では、補正テーブルを用いて光量分布の補正を行ったが、初期音圧分布の方を補正するようにしてもよい。また、光源２は、直線偏光であれば、ｐ偏光であってもよいし、ｓ偏光であってもよいし、それらが混ざったものでもよい。
【００５６】
［実施形態２］
図３（ａ）、（ｂ）は本実施形態に係る情報取得装置の一例を説明する模式図である。図３（ａ）、（ｂ）において、図１（ａ）、（ｂ）と同じ部材や要素には、図１（ａ）、（ｂ）と同じ符号で示している。図３（ａ）は、照射位置が被検体８の中央にある場合の様子を表している。図３（ｂ）は、照射位置が被検体８の周辺部にある場合の様子を表している。
【００５７】
本実施形の情報取得装置の伝送部は、多関節アーム１９を有している。多関節アーム１９の入射端は光源２と光学的に接続されている。一方、多関節アーム１９の射出端は照射部６に光学的に接続されている。走査ステージ（走査部）１６は、多関節アーム１９の射出端、照射部６、検出部１２、支持部１３をＸＹ面内方向に移動させる。照射部６から射出される光３の照射方向はＺ方向である。走査ステージ１６により、伝送部や照射部６が移動することにより、照射部６から射出される光３の照射位置は、被検体８の表面を走査される。
【００５８】
光源２は、チタンサファイアレーザであり、その波長が７４０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下で変えられる波長可変レーザである。波長の切り替えは、不図示の切替部で行う。光源２から出た光３の電界成分は、ＸＹ面内を振動している。光３は分岐部１７によって２つに分岐される。分岐部１７は平板状のガラスである。分岐部１７で反射された光３の一部は、光量測定部１８に入射する。光量測定部１８は、１パルスごとに光量を測定し、測定した値を取得部１４に転送する。一方、分岐部１７を透過した光３は、多関節アーム１９に入射する。
【００５９】
図４（ａ）は、多関節アーム１９の構成を具体的に示した模式図である。多関節アーム１９は、部材１９１乃至１９８で構成されている。部材１９３，１９６は、水平導波管である。水平導波管は、照射部６からの光の照射方向（Ｚ方向）と交差する面内方向（ＸＹ面内方向）に光を導波する機能を有している。部材１９１，１９２，１９４，１９５，１９７は、導波管であり関節部でもある。部材１９１，１９２，１９４，１９５，１９７は、導波する光の導波方向を略垂直に曲げるように配置されたミラーを内包している。ここで「略垂直に曲げる」とは、８５度以上９５度以下の角度で曲げることをいう。また、部材１９１，１９２の組み合わせ、部材１９４，１９５の組み合わせ、部材１９７，１９８の組み合わせはそれぞれ、垂直導波管を構成している。垂直導波管は、照射部６からの光の照射方向（＋Ｚ方向）と平行な方向に光を導波する機能を有している。部材１９８は、照射部６と光学的に接続されている。
【００６０】
水平導波管である部材１９３の両側には、関節部である部材１９２，１９４を介して、部材１９１，１９２の組み合わせからなる垂直導波管、部材１９４，１９５の組み合わせからなる垂直導波管が連結されている。また、水平導波管である部材１９６の両側には、関節部である部材１９５，１９７を介して、部材１９４，１９５の組み合わせからなる垂直導波管、部材１９７，１９８の組み合わせからなる垂直導波管が連結されている。
【００６１】
部材１９１は、ＸＹ面内方向で固定されている。部材１９２乃至１９４は、部材１９１，１９２の組み合わせからなる垂直導波管の軸を回転軸ＤとしてＸＹ面内方向で回転可能に構成されている。部材１９５乃至１９８は、部材１９４，１９５の組み合わせからなる垂直導波管の軸Ｅを回転軸としてＸＹ面内方向で回転可能に構成されている。
【００６２】
分岐部１７を透過した光３は、多関節アーム１９の入射端を構成する部材１９１から多関節アーム１９に入射する。多関節アーム１９に入射された光３は、部材１９１，１９２それぞれに内包されるミラーで反射されて、部材１９３を導波し、部材１９４，１９５に内包されるミラーに入射される。そして、その光３は、部材１９４，１９５に内包されるミラーで反射されて、部材１９６内を導波し、部材１９７に内包されるミラーで反射されて、多関節アーム１９の射出端を構成する部材１９８から射出される。
【００６３】
図４（ｂ）は、多関節アーム１９を＋Ｚ方向から見た図であり、照射位置の走査範囲もそれに重ねて示されている。照射位置の走査範囲の中心をＸＹ座標の原点とする。多関節アーム１９の入射端の座標は（０，−５００）である。部材１９２の座標は（０，−４２５）である。部材１９３，１９６の光の導波方向の長さは、ともに２９７ｍｍである。多関節アーム１９の射出端の位置にある部材１９８は、照射位置の走査範囲で示された範囲内を移動する。多関節アーム１９の射出端を走査範囲内で移動させるために、走査ステージ１６は、部材１９２乃至１９６がＸＹ面内を移動させる。
【００６４】
光源２から射出される光の波長が７９７ｎｍの場合における、多関節アーム１９の射出端の座標ごとの多関節アーム１９の透過率の分布を図５（ａ）に示す。本実施形態において、伝送部の伝送効率は、多関節アーム１９の透過率に対応する。多関節アーム１９の透過率は、多関節アーム１９に入射する光の光量に対する多関節アーム１９から射出される光の光量の比の値である。多関節アーム１９の射出端の座標は、被検体８の表面上の照射位置に対応する。
【００６５】
図５（ａ）のように、多関節アーム１９の伝送効率は、射出端の座標ごとに異なっている。これは、実施形態１の説明と同様に、多関節アーム１９内のミラーの反射面に入射する光３の入射角度が、射出端の位置に応じて異なるからである。このため、部材１９２，１９４，１９５，１９７に内包されるミラーでの反射は、射出端の座標に応じてｓ偏光とｐ偏光との割合が変わる。そのため、ミラーの反射率の偏光依存性を有していると、射出端の位置によって部材１９２，１９４，１９５，１９７に内包されるミラーでの反射率が異なる。その結果、多関節アーム１９の透過率が射出端の座標ごとに変わってしまう。なお、多関節アーム１９に内包されている各ミラーの反射率は、波長が７９７ｎｍの場合、ｓ偏光に対しては９９．０％、ｐ偏光に対しては９５．０％である。なお、部材１９１に内包するミラーでの反射は常にｓ偏光での反射となり、反射率は変わらない。
【００６６】
このため、多関節アーム１９の射出端の座標ごとに、多関節アームの透過率を考慮した光量の補正を行う必要がある。この補正を行うために、補正テーブルを記憶部１５で記憶しておく。補正テーブルは、図５（ｂ）で示す。図５（ｂ）は、図５（ａ）で示した多関節アーム１９の透過率の分布の値の逆数が、多関節アーム１９の射出端の座標ごとに入力された補正テーブルを表している。なお、多関節アーム１９の透過率の分布の値の逆数は、伝送部の伝送効率に関する情報である。この補正テーブルは、予め測定された多関節アーム１９の透過率の分布を基に作成しておく。
【００６７】
また、図６（ａ）に、光源２から射出される光の波長が７５６ｎｍの場合における、多関節アーム１９の射出端の座標ごとの多関節アーム１９の透過率の分布を示す。多関節アーム１９に内包されている各ミラーの反射率は、波長が７５６ｎｍの場合、ｓ偏光に対して９９．０％、ｐ偏光に対して９８．５％である。このため、波長が７５６ｎｍでも、多関節アーム１９の透過率が射出端の座標ごとに変わってしまう。図６（ｂ）は、図６（ａ）で示した多関節アーム１９の透過率の分布の値の逆数が、多関節アーム１９の射出端の座標ごとに入力された補正テーブルを表している。この補正テーブルは、予め測定された多関節アーム１９の透過率の分布を基に作成しておく。
【００６８】
取得部１４は、吸収係数分布を取得する際に、記憶部１５で記憶された波長ごとの補正テーブルの中から、射出端の座標に最も近い座標における補正値を参照して、光量を補正する。なお、上記補正テーブルは、透過率の逆数の相対的分布を示すものであり、光量の絶対値は、光量測定部１８で取得して、取得部１４に送られた数値を基に、各座標での光量の絶対値を取得することができる。このように、取得部１４が、多関節アーム１９の射出部の座標に対応する光量の補正値を用いることにより、多関節アーム１９の射出端の座標ごとの伝送効率のばらつきを補正することができる。なお、光源２が波長可変光源である場合には、補正テーブルは、波長ごとに用意されている。
【００６９】
次に、本実施形態における情報取得方法のフローを、図７を用いて説明する。図７において、図２のフローと同じ工程は同じ番号を付している。Ｓ１で測定を開始した後、走査ステージ１６が測定開始点に移動する（Ｓ２２）。次に、光源２が光３を照射する（Ｓ３）。次に、検出部１２が光音響波１０を受信する（Ｓ４）。次に、検出部１２が受信した信号を取得部１４に転送する（Ｓ５）。次に、予め指定した範囲内の撮像が終了したかどうかをシステムが判断する（Ｓ６）。予め指定した範囲内の撮像が終了していないとシステムが判断した場合には、走査ステージ１６が次の測定点に移動し（Ｓ２７）、再びＳ３に戻り、Ｓ３〜Ｓ６を順に行う。
【００７０】
Ｓ６で、予め指定した範囲内の撮像が終了したとシステムが判断した場合には、全ての波長での測定が終了したかどうかをシステムが判断する（Ｓ１１）。全ての波長での測定が終了していないとシステムが判断した場合には、波長切替部が光源２の波長を切り替え（Ｓ１２）、Ｓ２２に戻る。そして、Ｓ２２、Ｓ３〜Ｓ６、Ｓ１１を順に行う。Ｓ１１で全ての波長での測定が終了したとシステムが判断した場合には、Ｓ８に進む。Ｓ８の後、記憶部１５に保存された補正テーブルと、光量測定部１８で測定した光量データとを用いて、取得部１４が初期音圧分布から吸収係数分布を波長ごとに取得する（Ｓ２９）。そして、波長ごとに取得した吸収係数分布を用いて酸素飽和度分布を取得する（Ｓ３０）。そして、測定は終了する（Ｓ１０）。
【００７１】
以上のように、照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報を用いることにより、吸収係数分布を精度良く測定することができる。ただし、補正テーブルの形式は、これに限定されることはない。具体的には、補正テーブルの座標のピッチは１ｍｍでなくてもよい。また、測定を行うステージ座標が予め決まっている場合には、その各ステージ座標における補正値のみをテーブルとして記憶部が保存していればよい。また、補正テーブルの座標とステージ座標が一致しない場合でも、補正テーブルの補正値からステージ座標に対応する補正値を算出するような式を記憶部が保存しておいて、その式から補正値を算出すればよい。さらに、記憶部には補正テーブルが必ずしも保存されている必要はなく、ステージ座標や光源の波長などから補正値を算出するための補正式が保存されていてもよい。
【００７２】
上述したように、多関節アーム１９に内包されている各ミラーの反射率は、波長が７９７ｎｍの場合、ｓ偏光に対しては９９．０％、ｐ偏光に対しては９５．０％である。一方、多関節アーム１９に内包されている各ミラーの反射率は、波長が７５６ｎｍの場合では、ｓ偏光に対して９９．０％、ｐ偏光に対して９８．５％である。このように、反射率の偏光依存性は、波長によって異なっている。１波長では偏光依存性を抑えるように、多関節アーム１９内の各ミラーの構成を最適化できるが、複数の波長を用いて測定する場合には、コストや耐久性の観点を考えると、波長ごとに偏光依存性を抑制することは困難である。特に、波長差が３０ｎｍ以上の２波長を用いるような場合においては、波長ごとに反射率の偏光依存性を抑制することは難しい。そのため、波長差が３０ｎｍ以上の２波長を用いる場合おいて、本実施形態のように、波長ごとに、照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報を被検体内部の情報を取得する際に用いることはより好ましい。本実施形態では、オキシヘモグロビン濃度とデオキシヘモグロビン濃度の差と総ヘモグロビン量とを取得して酸素飽和度分布を取得するために、波長７５６ｎｍと波長７９７ｎｍを用いている。このように、波長差が３０ｎｍ以上の２波長を用いているため、本実施形態の効果は顕著になる。
【００７３】
また、多関節アーム１９の各ミラーにおいて、ｓ偏光に対する反射率とｐ偏光に対する反射率との差が大きい波長において、照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報を用いて被検体内部の情報を取得すると、より顕著な効果を奏する。例えば、ミラーにおいて、ｓ偏光に対する反射率とｐ偏光に対する反射率の差が３％以上となる波長で、照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報を取得するようにしておくことが望ましい。メモリ容量を減らすために、その条件に該当しない波長では、伝送部の伝送効率の照射位置ごとのばらつきが小さいので、照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報を記憶しないようにしてもよい。
【００７４】
［実施形態３］
図８（ａ）、（ｂ）は本実施形態に係る情報取得装置の一例を説明する模式図である。図８（ａ）、（ｂ）において、図３（ａ）、（ｂ）と同じ部材や要素には、図３（ａ）、（ｂ）と同じ符号で示している。図８（ａ）は、照射位置が被検体８の中央にある場合の様子を表している。図８（ｂ）は、照射位置が被検体８の周辺部にある場合の様子を表している。
【００７５】
本実施形態の支持部２０は、曲面状の支持部であり、検出部１２の少なくとも一部を、その感度が最も高い方向が重なるように支持されている。本実施形態の保持部２１は、曲面状の保持部であり、被検体８を挿入する開口部の直径は２５４ｍｍ、保持部２１の曲率半径は１８４．７ｍｍ、保持部２１の深さは中心部で５０ｍｍである。また、保持部２１の材質はＰＥＴ−Ｇである。多関節アーム１９の構成、および寸法は実施形態２と同じであるため、説明を省略する。
【００７６】
本実施形態においては、図８（ａ）、（ｂ）から分かるように、照射位置が異なると、照射部６と被検体８までの間に配置されている音響整合材１１を通る光３の距離が異なっている。具体的には、図８（ａ）のように多関節アーム１９の射出端が保持部２１の中央の真下にあるときに対して、図８（ｂ）のように多関節アーム１９の射出端が保持部２１の周辺部の真下にあるときの方が、音響整合材１１の中を光３が通る距離が長い。ここで、図８（ａ）において照射部６から保持部２１の中心までのＺ方向の距離は１００ｍｍである。このため、光３の音響整合材１１の透過率が、照射位置によって異なっている。
【００７７】
よって、多関節アーム１９の射出端の座標ごとの音響整合材１１である水と多関節アーム１９との両方の透過率の分布を図９（ａ）、図１０（ａ）に示す。図９（ａ）は、光源２から射出される光の波長が７９７ｎｍの場合の透過率の分布である。また、図１０（ａ）は、光源２から射出される光の波長が７５６ｎｍの場合の透過率の分布である。図９（ａ）と図５（ａ）との差は、音響整合材１１による光吸収によるものである。同様に、図１０（ａ）と図６（ａ）との差は、音響整合材１１による光吸収によるものである。
【００７８】
また、図９（ａ）、図１０（ａ）で示すような透過率のばらつきを補正するための補正データは、それぞれ図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示す。図９（ｂ）、図１０（ｂ）はそれぞれ、図９（ａ）、図１０（ｂ）で示した透過率の分布の値の逆数が、多関節アーム１９の射出端の座標ごとに入力された補正テーブルを表している。この補正テーブルは、照射部６の照射位置ごとの、照射部６から射出された光の音響整合材１１に対する透過率と伝送部の伝送効率との掛け合わせた値に関する情報を表している。なお、記憶部１５は、照射部６の照射位置ごとの、照射部６から射出された光の音響整合材１１に対する透過率に関する情報と、照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報を別々のデータとして記憶してもよい。
【００７９】
それらを用いて、取得部１４が、取得部１４は、吸収係数分布を取得する際に、記憶部１５で記憶された波長ごとの補正テーブルの中から、射出端の座標に最も近い座標における補正値を参照して、光量を補正する。本実施形態における情報取得方法のフローは、図７と同じであるため、説明を省略する。
【００８０】
以上のように、照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報と照射位置ごとの音響整合材に対する透過率に関する情報とを用いることで、吸収係数分布を精度良く測定することができる。
【００８１】
［実施形態４］
本実施形態に係る情報取得装置は、実施形態２に係る情報取得装置と同じ構成のため、図３を用いて、本実施形態については図３を用いて説明する。本実施形態は、照射部６の射出端の位置によって、光強度分布が異なる点も踏まえて、光量分布を補正する点が、実施形態２と異なる。光強度分布は、照射部６の射出端（照射位置と一致する）から発せられた直後の光である射出光の断面の２次元空間分布の光強度分布である。
【００８２】
図１１（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）、（ｂ）それぞれの多関節アーム１９の「肘の曲げた具合」に対応する光強度分布を説明するための図である。図１１（ａ）、（ｂ）において、多関節アーム１９の３つの垂直導波管中に仮想的にスクリーン（図中Ａ、Ｂ、Ｃで表記）を置き、そこに照射される光強度分布を＋Ｚ方向から観察した場合を考える。光強度分布の例を図中円内に示す。スクリーンＡ、Ｂの光強度分布は、その間の水平導波管である部材１９３の断面を対称面として鏡像の関係にある。したがって、スクリーンＢではスクリーンＡに対して光強度分布が反転する。さらに、＋Ｚ方向から観察した場合、その対称面（部材１９３の断面）は部材１９１，１９２の組み合わせによる垂直導波管を中心として「肘の角度」に依存して回転する。その結果、スクリーンＢの光強度分布は、スクリーンＡの光強度分布に対して反転と回転が加わった分布となる。一方、スクリーンＢ、Ｃの光強度分布はその間の水平導波管である部材１９６を導波されても、光強度分布は保存されたままで向きが変わることがない。
【００８３】
図１１（ａ）、（ｂ）の各スクリーンの光強度分布の変化から、多関節アーム１９の「肘を曲げていく」と、照射部６の光強度分布と同等であるスクリーンＣの光強度分布は時計の回転方向に回転することがわかる。さらに、照射部６中の凹レンズ（不図示）の光軸と、照射部６に到達した光ビームの中心がずれている場合がある。その場合には、多関節アーム１９の「肘の曲げ伸ばし」によって、照射部６からの照射光は、光ビームの中心とは異なる位置を中心として回転することになる。つまり、図３（ａ）、（ｂ）の多関節アーム１９の構成では、照射部６の照射位置ごとに光強度分布が異なってしまう。光強度分布が異なると、実際に被検体に照射される照射光量分布が異なることを意味している。この場合、光強度分布の変化を考慮せずに、ある照射位置に対応する照射部６の光強度分布だけを用いると、取得部１４は被検体８内の光量分布を精度良く算出することができず、被検体の内部情報を精度よく取得することができない。
【００８４】
なお、本実施形態では、光源２は、最も光源２に近い部材１９１，１９２の組み合わせによる垂直導波管を導波する光が、その垂直導波管の中心軸に対して非対称な光強度分布を有している。
【００８５】
上記のような課題を解決するために、記憶部１５は、照射位置ごとの多関節アーム１９の伝送効率に関する情報の他に、照射位置ごとの照射部６から射出される光の光強度分布に関する情報も記憶している。そして、取得部１４では、照射位置ごとの多関節アーム１９の伝送効率に関する情報と、照射位置ごとの照射部６から射出される光の光強度分布に関する情報と、検出部１２からの電気信号と、を用いて、被検体内部の情報を取得している。
【００８６】
図１２（ａ）は、走査範囲１７１および照射部６の移動の軌跡１７３を示している。図１２（ａ）の黒丸は、被検体８にパルス光を照射する瞬間の照射部６の各位置を示すものである。本実施例では、照射部６から被検体８側に１０ｃｍ離れた位置にスクリーンを配置する。そして、照射部６を５１２ヶ所の位置（各黒丸の位置）に移動させた際に光を照射して形成されるスクリーン上に現れる光の断面の光強度分布を予め測定しておく。
【００８７】
図１２（ｂ）は、記憶部１５に記憶された変動情報を示す表である。図１２（ｂ）において、左から第１、２、３、４、５、６列目は、それぞれ照射部の位置番号、照射部のｘ座標、ｙ座標（ｍｍ）、光の断面の光強度分布の重心位置のｘ座標、ｙ座標、（ｍｍ）、光の断面の光強度分布の回転角（ｄｅｇ）である。記憶部１５は、このように各要素を対応づけた形式でそれぞれの情報を格納するようにしてもよい。しかし、これに限られない。記憶部１５に記憶される光強度分布に関する情報は、照射位置ごとの光強度分布が分かるようなものであればよい。例えば、記憶部１５で記憶するデータ量を減らすために、いくつかの照射位置ごとの光強度分布を記憶しおき、記憶した光強度分布の情報から、記憶していない照射位置の光強度分布を算出するようにしてもよい。
【００８８】
本実施形態における情報取得方法のフローは、以下の点を除いて、本実施形態における情報取得方法のフローは、図７と同じである。すなわち、Ｓ２９で用いる、記憶部１５に保存された補正テーブルとしては、照射位置ごとの多関節アーム１９の伝送効率に関する補正テーブルの他に、照射位置ごとの光強度分布に関する補正テーブルを用いる点である。
【００８９】
以上のように、被検体への光の照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報と、照射位置ごとの照射部６から射出される光の光強度分布に関する情報と、を用いることにより、吸収係数分布を精度良く測定することができる。なお、記憶部１５は、被検体への光の照射位置ごとの伝送部の伝送効率に関する情報、照射位置ごとの照射部６から射出される光の光強度分布に関する情報は、ともに波長ごとに記憶することが好ましい。また、本実施形態と実施形態３とを組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００９０】
２  光源
４  ミラー
６  照射部
８  被検体
１０  光音響波
１２  検出部
１４  取得部
１９  多関節アーム
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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