(57)【要約】【課題】音響波を用いて被検体の情報を取得する装置において、演算量を低減して処理を高速化する。【解決手段】被検体から保持部材を介して伝搬する音響波を素子位置において受信信号に変換する素子と、受信信号を保存する記憶手段と、受信信号を用いて被検体の特性情報を生成する情報処理部を有し、情報処理部は、被検体の単位領域ごとに、音響波の遅延時間を数値解析により取得する数値解析対象単位領域であるか、遅延時間を補間処理により取得する補間対象単位領域であるかを決定し、数値解析対象単位領域について数値解析を行い、補間対象単位領域において、数値解析で取得された遅延時間を用いて補間処理を行い、単位領域ごとに、遅延時間に基づいて記憶手段から受信信号を選択して特性情報を生成する被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図１
2017196241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から発生する音響波が受信手段により受信されることによって得られた信号を用いて、前記被検体内の複数の単位領域における特性情報を取得する装置であって、
前記単位領域から前記受信手段までの前記音響波の伝搬経路における音速に関する情報を用いて、前記複数の単位領域の一部の単位領域に対応する遅延時間に関する情報を取得する第１の取得手段と、
前記一部の単位領域に対応する遅延時間に関する情報を用いた補間処理により、前記複数の単位領域の残りの単位領域に対応する遅延時間を取得する第２の取得手段と、
前記複数の単位領域のそれぞれについて、前記一部の単位領域に対応する遅延時間に関する情報または前記残りの単位領域に対応する遅延時間に関する情報を用いて遅延時間に対応する信号を決定し、当該信号を用いて特性情報を取得する第３の取得手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記被検体に設定された複数の前記単位領域を所定数ごとに処理グループに区分する区分手段をさらに有し、
前記処理グループに含まれる前記一部の単位領域に対応する遅延時間に基づく補間処理により、前記残りの単位領域に対応する前記遅延時間を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記処理グループに含まれる前記単位領域ごとに、前記単位領域から前記受信手段の位置に入射する前記音響波の波種別を決定する決定手段をさらに有し、
前記残りの単位領域に対応する遅延時間を取得するときには、同じ前記波種別を持つ前記一部の単位領域の前記遅延時間を用いて補間処理を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記単位領域から前記受信手段の位置へ入射する前記音響波の入射角に応じて前記波種別を決定する
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記波種別は、縦波または横波のいずれかである
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記入射角が、前記音響波の臨界角に応じて定まる所定の角度以上の場合に、前記波種別を横波と決定する
ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の取得手段は、前記処理グループに含まれる前記単位領域を、前記波種別に応じて複数のサブグループに区分し、前記サブグループごとに前記補間処理を行う
ことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記被検体に光を照射する光源をさらに有し、
前記音響波は、前記被検体から発生した光音響波である
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記音響波は、前記受信手段から送信され前記被検体で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７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数の単位領域は、前記特性情報が取得される全計算領域を構成する
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記受信手段と、
前記受信手段から出力された信号を保存する記憶手段と、
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項に記載の装置。
【請求項１２】
前記被検体を保持する保持手段を有する
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
被検体から保持部材を介して伝搬して素子位置における素子に入射した音響波から前記素子により変換された受信信号を用いて前記被検体の特性情報を生成する装置であって、
前記被検体に設定された単位領域ごとに、当該単位領域が、前記単位領域から前記素子位置に入射する前記音響波の遅延時間を数値解析により取得する数値解析対象単位領域であるか、前記遅延時間を補間処理により取得する補間対象単位領域であるかを決定し、
前記数値解析対象単位領域について、前記音響波の経路ならびに前記被検体および前記保持部材の音速を用いた数値解析により前記遅延時間を取得し、
前記補間対象単位領域において、前記数値解析対象単位領域について取得された前記遅延時間を用いて前記遅延時間を取得し、
前記単位領域ごとに、前記遅延時間に基づいて記憶手段から前記受信信号を選択し、
当該受信信号を用いて前記特性情報を生成する
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野などで、生体などの被検体から伝搬してくる音響波を受信して解析することで被検体の特性情報を取得する技術が開発されている。例えば、被検体に光が照射されたときに発生する光音響波に基づいて被検体の光学特性を求める光音響装置などである。
【０００３】
このような被検体情報取得装置において、被検体と音響波受信器との間に、被検体内の音速とは異なる音速を有する部材を配置する場合がある。かかる部材として、被検体を保持するための保持部材や、被検体と音響波受信器の音響インピーダンスをマッチングさせる音響整合材がある。この場合に、音響波の伝搬経路をスネルの法則にて算出し、その伝搬経路から遅延時間を算出し屈折の影響を補正する技術が存在する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６７２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、遅延時間を算出するためには、反復法の一種である二分法のような数値解析を用いる必要がある。反復処理を伴う数値解析を複数の音線に対して計算する必要があるため、計算量が膨大となる。その結果、処理時間の長期化、あるいは装置規模やコストの増大などを招き、実用性の面で問題となる可能性がある。特に、解像度向上のために単位領域（ピクセルやボクセル）を細かくしたり、受信器の素子数が増えたりすると、計算量が著しく増大する。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、音響波を用いて被検体の情報を取得する装置において、演算量を低減して処理を高速化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体を保持する保持部材と、
前記被検体から前記保持部材を介して伝搬する音響波を素子位置において受信して受信信号に変換する素子と、
前記受信信号を保存する記憶手段と、
前記受信信号を用いて前記被検体の特性情報を生成する情報処理部と、
を有し、
前記情報処理部は、
前記被検体に設定された単位領域ごとに、当該単位領域が、前記単位領域から前記素子位置に入射する前記音響波の遅延時間を数値解析により取得する数値解析対象単位領域であるか、前記遅延時間を補間処理により取得する補間対象単位領域であるかを決定し、
前記数値解析対象単位領域について、前記音響波の経路ならびに前記被検体および前記保持部材の音速を用いた数値解析により前記遅延時間を取得し、
前記補間対象単位領域において、前記数値解析対象単位領域について取得された前記遅延時間を用いて前記遅延時間を取得し、
前記単位領域ごとに、前記遅延時間に基づいて前記記憶手段から前記受信信号を選択
し、
当該受信信号を用いて前記特性情報を生成する
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
【０００８】
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体から保持部材を介して伝搬して素子位置における素子に入射した音響波から前記素子により変換された受信信号を用いて前記被検体の特性情報を生成する情報処理装置であって、
前記被検体に設定された単位領域ごとに、当該単位領域が、前記単位領域から前記素子位置に入射する前記音響波の遅延時間を数値解析により取得する数値解析対象単位領域であるか、前記遅延時間を補間処理により取得する補間対象単位領域であるかを決定し、
前記数値解析対象単位領域について、前記音響波の経路ならびに前記被検体および前記保持部材の音速を用いた数値解析により前記遅延時間を取得し、
前記補間対象単位領域において、前記数値解析対象単位領域について取得された前記遅延時間を用いて前記遅延時間を取得し、
前記単位領域ごとに、前記遅延時間に基づいて前記記憶手段から前記受信信号を選択し、
当該受信信号を用いて前記特性情報を生成する
ことを特徴とする情報処理装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、音響波を用いて被検体の情報を取得する装置において、演算量を低減して処理を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１における被検体情報取得装置の機能ブロック図
【図２】実施例１における処理フローを示すフローチャート
【図３】実施例１における数値解析対象もしくは補間対象を示す図
【図４】実施例１における遅延時間算出処理フローを示すフローチャート
【図５】実施例１における処理グループとサブグループを示す図
【図６】実施例２における情報処理部の機能ブロック図
【図７】実施例２における処理フローを示すフローチャート
【図８】実施例２における遅延時間算出処理フローを示すフローチャート
【図９】波種別の設定に関する模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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る。よって、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。
【００１２】
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やメモリ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や、情報処理装置としても捉えられる。
【００１３】
本発明の被検体情報取得装置には、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を含む。この場合、特性情報とは、光音響波を受信することにより得ら
れる受信信号を用いて生成される、被検体内の複数位置のそれぞれに対応する特性値の情報である。
【００１４】
光音響測定により取得される特性情報は、光エネルギーの吸収率を反映した値である。例えば、光照射によって生じた音響波の発生源、被検体内の初期音圧、あるいは初期音圧から導かれる光エネルギー吸収密度や吸収係数、組織を構成する物質の濃度を含む。また、物質濃度として酸化ヘモグロビン濃度と還元ヘモグロビン濃度を求めることにより、酸素飽和度分布を算出できる。また、グルコース濃度、コラーゲン濃度、メラニン濃度、脂肪や水の体積分率なども求められる。
【００１５】
本発明の被検体情報取得装置には、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。この場合、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。
【００１６】
被検体内の各位置の特性情報に基づいて、二次元または三次元の特性情報分布が得られる。分布データは画像データとして生成され得る。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、初期音圧分布、エネルギー吸収密度分布、吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布情報である。
【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。探触子等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ぶ。ただし、本明細書における超音波または音響波という記載は、それらの弾性波の波長を限定する意図ではない。光音響効果により発生した音響波は、光音響波または光超音波と呼ばれる。光音響波に由来する電気信号を光音響信号とも呼ぶ。超音波エコーに由来する電気信号を超音波信号とも呼ぶ。
【００１８】
＜実施例１＞
図１は、実施例１にかかる被検体情報取得装置の構成を示す機能ブロック図である。図１（Ａ）を用いて全体構成を説明する。この例における被検体情報取得装置は光音響装置であり、情報処理部１００、探触子１１０、保持部材１２０、信号処理部１３０、光源１４０、走査部１５０、表示部１６０を備える。探触子１１０は、被検体（例えば乳房など生体の一部）に光源１４０から光学系により伝搬された光を照射する照射部１１４と、被検体内部の光吸収体から光音響効果により発生した光音響波を受信して電気信号に変換する素子１１２を含む。
【００１９】
図１（Ｂ）は、情報処理部１００の詳細を示す。情報処理部１００は、被検体の関心領域に設定された単位領域（ピクセルまたはボクセル）ごとに画像再構成を行って光学特性を示す情報を取得し、被検体内部における特性情報分布を示す画像データを生成する。すなわち、関心領域は、特性情報が取得される全計算領域を構成する。情報処理部は、間引きパターン決定部１０１、遅延時間算出部１０２、画像再構成処理部１０３を含む。以下の例では単位領域としてピクセルを想定する。しかし、３次元画像再構成の場合のボクセルに関する処理も同様の手法で実行できる。
【００２０】
間引きパターン決定部１０１は、特性情報値を数値解析で算出するピクセル（数値解析対象ピクセル）と、補間により近似で算出するピクセル（補間対象ピクセル）のパターンを決定する。本実施例では２次元領域において複数のライン状のピクセル群を等間隔に選択する。他にも例えば、１ピクセルおきに間引くケースや、数ピクセルおきに間引く等、様々なパターンを取り得る。なお、ここで決定するパターンは当初の設定である。各ピクセルから素子に到達する波種別によっては、補間対象として設定されたピクセルについて
も数値解析を行う場合がある。
【００２１】
遅延時間算出部１０２は、各ピクセルに適用する遅延時間を算出する。ここで遅延時間とは、あるピクセルで発生した音響波が、ある素子位置まで到達するのに要する時間を指す。遅延時間は、音響波の伝播経路に位置する媒質の種類（例えば被検体、保持部材、音響整合材など）と、各媒質の音速に基づいて算出される。そのために遅延時間算出部１０２は、各ピクセルと各素子の位置関係（特に角度）に基づいての波種別を特定し、同波種別の周囲ピクセルから補間を用いて遅延時間を算出する。走査により探触子と被検体の相対位置が変化する場合も、ピクセルと素子位置の関係に応じて遅延時間を複数の素子に適用できる。
【００２２】
遅延時間算出部は、本発明において、複数の単位領域の一部の、数値解析対象の単位領域に対応する遅延時間に関する情報を取得する第１の取得手段である。さらに遅延時間算出部は、第１の取得手段とともに、一部の単位領域（数値解析対象）に対応する遅延時間に関する情報を用いた補間処理により、複数の単位領域の残りの単位領域（補間対象単位領域）に対応する遅延時間を取得する第２の取得手段を兼ねている。
【００２３】
画像再構成処理部１０３は、遅延時間算出部１０２にて算出した遅延時間を用いて画像再構成処理を行う。画像再構成処理部は、本発明の第３の取得手段に相当する。
【００２４】
次に図２を用いて基本的なフローを述べる。図２（Ａ）は、被検体情報を取得する全体フローである。ステップＳ２００では、技師が被検体を所定の位置にセットする。例えば乳房をカップ状の保持部材１２０に収納する。ステップＳ２１０では、光源１４０から被検体に光を照射する。ステップＳ２２０では、各素子１１２が、被検体から発生した光音響波を受信して電気信号に変換して出力する。電気信号は、信号処理部１３０によるデジタル化や増幅を経て、情報処理部１００のメモリ（記憶手段）に順次保存される。
【００２５】
上記の処理は、走査によって所定の関心領域におけるデータ取得が完了するまで続けられる（ステップＳ２３０）。ステップＳ２４０では、後に詳述する情報取得処理が行われ、被検体内部の特性情報を示す画像データが生成される。ステップＳ２５０では、画像データに基づく画像が表示部１６０に表示される。
【００２６】
図２（Ｂ）のステップＳ２４１０は間引き間隔を決定するステップである。本実施例の間引きパターン決定部１０１は、関心領域に含まれるピクセルから数値解析対象ピクセルを選択する。数値解析対象ピクセルとは、ピクセルから対象素子への伝搬経路や、部材間の屈折もしくは反射の程度や、各部材内の音速等に基づく演算によって遅延時間を求めるピクセルである。これは、本発明の「一部の単位領域」または「数値解析対象単位領域」に相当する。一方、その他は補間対象ピクセルである。これは、本発明の「残りの単位領域」または「補間対象単位領域」に相当する。なお、各部材内の音速として一般的な値を用いてもよいし、実測値を用いてもよい。
【００２７】
図３は、本実施例における１枚の画像３００の各ピクセルが、補間対象ピクセルか数値解析対象ピクセルかを示すパターンである。図３における符号３０１、３０９、３１７に該当するピクセル群は、数値解析対象である。一方、符号３０２〜３０８、３１０〜３１６で示すピクセル群は、補間対象である。本実施例では、補間せずに数値解析で算出するライン状のピクセル群を等間隔（８ピクセルおき）に設定する。
【００２８】
処理フローの説明に戻る。ステップＳ２４２０では、遅延時間算出部１０２が、素子位置ごとに、各ピクセルに対する遅延時間を算出する。ステップＳ２４２０にて実施される具体的な処理について図４を用いて説明する。
【００２９】
図４は、図２におけるステップＳ２４２０の遅延時間算出の詳細処理を示すフローである。ステップＳ４０１では、区分手段により、ピクセルが処理グループに区分される。具体的には、補間せずに数値解析で算出するピクセル（数値解析対象ピクセル）から、紙面上横方向に存在する次の数値解析対象ピクセルまでの間にあるピクセル群を、１つの処理グループとする。なお、この処理を行う区分手段は、情報処理部１００に間引きパターン決定部１０１などとともに含まれていてもよいし、間引きパターン決定部１０１や遅延時間算出部１０２が兼ねていても良い。あるいは、予め決定され、メモリなどに格納された所定の処理部グループを情報処理部１００が取得する場合、そのための処理モジュールにより区分手段の機能を実現してもよい。
【００３０】
図５（Ａ）を用いて、Ｓ４０１の処理グループ区分の例を説明する。便宜上、図３における最上列のピクセルのみ示す。実際には、各列について同様の処理が行われる。前述したとおり、本実施例では、数値解析対象ピクセルが所定数（ここでは８画素）置きに配置されているため、図の範囲では符号３０１、３０９、３１７の３つである。そこで、符号３０１〜３０９の範囲内のピクセル群を処理グループ５０１、３０９〜３１７を処理グループ５０２と決定する。ここで符号３０９のように、１つの数値解析対象ピクセルを複数の処理グループに含めることで、数値解析の回数を低減できる。図では２列目以降を省略した。しかし、これらのピクセルも同様に、所定数（ここでは９個）ごとに処理グループに区分される。
【００３１】
図４の説明に戻る。ステップＳ４０２では、決定手段により、Ｓ４０１で区分されたグループの先頭ピクセルの波種別が算出され、決定される。波種別とは、縦波もしくは横波である。ステップＳ４０２にて算出した波種別をαと定義する。なお、波種別は、各ピクセルと探触子がなす入射角に応じて決定できる。ただし他の手法を用いて波種別を設定してもよい。例えばグループ５０１を紙面上左側から順に処理する場合、ピクセル３０１から、検討対象となる素子１１２（または素子位置）に音響波が入射する角度に応じて、αが縦波であるか横波であるかが決定される。なお、この処理を行う決定手段は、情報処理部１００に間引きパターン決定部１０１などとともに含まれていてもよいし、間引きパターン決定部１０１や遅延時間算出部１０２が兼ねていても良い。
【００３２】
特に保持部材が固体の場合、被検体から保持部材を介して伝搬する音響波は、縦波と横波の臨界角の違いに基づき、入射角に応じて異なる反射や屈折特性を示す。典型的には、音響波の保持部材への入射角が臨界角以上の場合に、波種別を横波とする。より簡易的には、音響波の素子位置への入射角が、臨界角に応じて定まる所定の角度以上の場合に、波種別を横波としてもよい。図９はこの場合の例を示す模式図であり、関心領域の各ピクセルから伝搬した音響波は、保持部材１２０を介して素子位置Ｐｏｓ（１）〜Ｐｏｓ（ｎ）に入射する。ここではＰｏｓ（ｋ）について検討すると、ピクセルＰｉｘ（ｘ１，ｙ１）から素子位置Ｐｏｓ（ｋ）への入射角Ａ１は所定の角度より小さいため、縦波と設定される。一方、ピクセルＰｉｘ（ｘ２，ｙ２）から素子位置Ｐｏｓ（ｋ）への入射角Ａ２は所定の角度より大きいため、横波と設定される。
【００３３】
ステップＳ４０３では、Ｓ４０１で決定したグループの終端ピクセルの波種別が算出される。ステップＳ４０３にて算出した波種別をと定義する。ここでも、Ｓ４０２と同様の手法で波種別を決定できる。
【００３４】
ステップＳ４０４では、先頭ピクセルの遅延時間（Ｔ１）が算出される。先頭遅延時間Ｔ１は、補間せずに数値解析で算出した値である。Ｔ１は、先頭ピクセルからある素子までの時間を示す。したがってマルチ探触子を用いる場合、素子ごとにＴ１は異なる。このことは、他の遅延時間に関しても同様である。遅延時間は、屈折や反射の状況を反映した
音響波の経路（および経路長）、被検体や保持部材や音響整合材の音速などに基づき算出できる。
【００３５】
ステップＳ４０５では、終端ピクセルの遅延時間（Ｔ２）が算出される。終端遅延時間Ｔ２も、数値解析算出値である。ステップＳ４０６では、ステップＳ４０２で算出した波種別αと、ステップＳ４０３で算出した波種別βが一致するか否かが判断される。αとβが一致すると判断された場合はステップＳ４０７へ、αとβが一致しないと判断された場合はステップＳ４０８へ流れる。
【００３６】
ステップＳ４０７では、ステップＳ４０４にて算出した先頭遅延時間Ｔ１及びステップＳ４０５にて算出した終端遅延時間Ｔ２から、処理グループ内の先頭及び終端ピクセル以外の補間対象ピクセルに適用する遅延時間を算出する。算出方法として、線形補間法、バイリニア法、バイキュービック法など、情報処理装置の能力や必要とする画像精度などに応じて任意の手法を利用できる。
【００３７】
ステップＳ４０８は、ステップＳ４０１にて決定した処理グループ内で、波種別が異なるピクセルが存在する場合に相当する。本ステップでは、ステップＳ４０１にて決定した処理グループ内において、波種別が切り替わるピクセルを特定する。波種別の特定は、ステップＳ４０２およびステップＳ４０３と同様の手法で実施できる。
【００３８】
ステップＳ４０９では、波種別が切り替わるピクセル情報をもとに、同じ波種別に含まれるピクセル群をサブグループとして決定する。図５（Ｂ）は、処理サブグループ決定の例である。図中、ステップＳ４０８にて特定された縦波と横波が切り替わる波種別切り替えピクセルが符号３０５であるとする。ここで、ピクセル３０１〜３０５が波種別α、ピクセル３０６〜３０９が波種別βと判断されたとする。この場合、ピクセル３０１〜３０５が同波種別グループと判断され、サブグループ５０１１として決定される。一方、ピクセル３０６〜３０９はサブグループ５０１２として決定される。以下それぞれ、第一サブグループ５０１１、第二サブグループ５０１２と呼んで区別する。なお、サブグループの分け方は、波種別が切り替わるピクセルの場所によって変わる。また各サブグループ内のピクセル数も変わる。
【００３９】
図４の説明に戻る。ステップＳ４１０では、第一サブグループ５０１１における末端ピクセルの遅延時間（Ｔ３）が算出される。このＴ３は、補間せずに数値解析で算出した値である。すなわち、当初は補間対象ピクセルとされていた符号３０５についても、本ステップの処理により数値解析が行われることで、補間処理の精度を向上させている。
【００４０】
ステップＳ４１１では、処理グループ先頭ピクセルの遅延時間Ｔ１と、第一サブグループ５０１１の末端ピクセルの遅延時間Ｔ３から、第一サブグループ内の先頭および終端ピクセル以外のピクセルに対する遅延時間を、補間により近似して算出する。すなわち、ピクセル３０２〜３０４の遅延時間が取得される。上と同じく、任意の補間手法を利用できる。
【００４１】
ステップＳ４１２では、第二サブグループ５０１２における先頭ピクセルの遅延時間が算出される。すなわち、ピクセル３０６の遅延時間（Ｔ４）が算出される。第二サブグループ先頭ピクセル遅延時間Ｔ４は、補間せずに数値解析で算出した値である。
【００４２】
ステップＳ４１３にて、ステップＳ４０５にて算出した遅延時間Ｔ２（第二サブグループ末端ピクセル遅延時間でもある）と、第二サブグループ先頭ピクセル遅延時間Ｔ４を用いた補間処理を行う。すなわち、第二サブグループ内の先頭および終端ピクセル以外のピクセルに対する遅延時間が、補間により近似して算出される。この例ではピクセル３０７
と３０８の遅延時間を算出する。上と同様、所望の補間方法を利用できる。なお、数値解析対象ピクセルの選び方や、一回の処理で補間処理を行う補間対象ピクセルの範囲は上に限定されない。例えば数値解析対象ピクセルを市松模様状などのパターンで選択し、所定の範囲（例えば１０×１０ピクセル）に対して補間を行ってもよい。
【００４３】
図２に戻り、ステップＳ２４３０で、画像再構成処理部１０３が画像再構成を行う。画像再構成には、整相加算法、フィルタードバックプロジェクション法、フーリエ変換法、逆演算法など任意の手法を採用できる。
【００４４】
本実施例によれば、ピクセルの波種別を特定し、同波種別の周囲ピクセルから補間にて遅延時間を算出できる。ここで、再構成の際にメモリからの受信信号の読み出しに用いられる遅延時間は、数値解析対象ピクセルにおいては演算により取得された値であり、補間対象ピクセルにおいては補間処理に取得された値である。よって、処理時間を高速化しつつ、再構成において適切な受信信号を選択できる。その結果、精度の高い画像を高速に取得できる。
【００４５】
（好ましい実施形）
被検体情報取得装置の各ブロックの好ましい実施形を述べる。本発明の測定対象である被検体としては、乳房などの生体の一部が想定される。また、校正用ファントムや、非破壊検査の対象なども測定できる。
【００４６】
情報処理部１００は、ＣＰＵ、メモリ、通信装置、入力部（ユーザインタフェース）などを備えた、ＰＣやワークステーションなどの情報処理装置により実現できる。情報処理部１００内の間引きパターン決定部１０１、遅延時間算出部１０２、画像再構成処理部１０３といった各ブロックは、情報処理装置内のメモリに格納され、情報処理装置の演算資源を利用して動作するプログラムのモジュールとして実現できる。
【００４７】
素子１１２としては、音響波を受信して電気信号に変換して出力する各種の素子を利用できる。例えば圧電素子、ｃＭＵＴ、ファブリーペロー探触子などである。また、被検体情報取得装置が超音波エコー装置である場合は、素子１１２が被検体に超音波を送信しても良いし、受信用素子とは別に送信用素子を設けても良い。信号処理部１３０は、アナログ電気信号をデジタル化するＡＤ変換回路、増幅回路などを含む。これらはＦＰＧＡやＡＳＩＣなどで構成された処理回路により実現できる。
【００４８】
光源１４０としては、大出力を得られるパルスレーザ装置が好適である。レーザ光の波長としては、近赤外領域が好ましい。測定対象となる吸収体による吸収係数が高い波長の光を用いると良い。また、複数の波長の光を用いることで、酸素飽和度など物質濃度関連情報を取得できる。レーザ装置以外にも、フラッシュランプやＬＥＤなども利用できる。光源１４０から出力されたレーザ光は、光ファイバ、ミラー、レンズなどの光学系により伝導され、照射部１１４から照射される。
【００４９】
探触子１１０として、複数の素子を１次元または２次元に配列した探触子が好ましい。これにより測定時間短縮やＳＮ比向上という効果が得られる。探触子１１０として、半球状またはお椀状などの部材を用いれば、各素子１１２の受信感度の高い方向（指向軸）が集まる高感度領域を形成できる。その結果、コントラストの良い画像を生成できる。その場合、保持部材１２０としてカップ形状の部材を用いると良い。探触子１１０として、ハンドヘルド型の筺体を利用してもよい。
【００５０】
保持部材１２０として例えば、光や音響波に対する透過性の高いアクリル、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレートなどを利用できる。また、保持部材１２０と被検
体の間には、音響インピーダンスをマッチングさせる音響整合材を配置することが好ましい。音響整合材としては水、ひまし油、超音波ジェルなどが好適である。また、保持部材１２０と素子１１２の間に空間がある場合は、そこにも音響整合材を配置するとよい。音響整合材を用いる場合も、各部材の音速を考慮して音響波の伝搬経路や遅延時間を算出する点は変わらない。
【００５１】
走査部１５０は、被検体と探触子の相対位置を変化させる。走査部１５０を用いることで、被検体の広い領域を測定できる。走査部１５０としては、位置決め機構や動力機構を備えたＸＹステージなどを利用できる。表示部１６０は、画像再構成により生成された画像データに基づく画像を表示する。表示部１６０は、被検体情報取得装置とは別に提供されてもよい。
【００５２】
＜実施例２＞
以下、実施例２について、実施例１との差異を中心に説明する。図６は、本実施例の情報処理部６００の構成を示す機能ブロック図である。図６において、間引きパターン決定部６０１、画像再構成処理部６０４の機能や構成は、実施例１と同様である。
【００５３】
テーブル生成部６０２は、補間せずに数値解析で算出するピクセルに関して、縦波を適用し遅延時間を算出したテーブルと、横波を適用し遅延時間を算出したテーブルを生成する。以下、縦波を適用し遅延時間を算出したテーブルを縦波テーブル、横波を適用し遅延時間を算出したテーブルを横波テーブルと定義する。本実施例の遅延時間算出部６０３は、テーブル生成部６０２にて生成した縦波テーブルおよび横波テーブルを用いて遅延時間を算出する。
【００５４】
本実施例の処理フローについて、実施例１と異なる点を中心に説明する。図７（Ａ）は、被検体からの光音響波を受信して情報取得処理を行う時点から開始する。ステップＳ７００において、間引きパターン決定部６０１は、間引き間隔を決定する。本実施例では、図３のようなパターンで補間対象ピクセルと数値解析対象ピクセルが選択される。
【００５５】
ステップＳ８０２では、テーブル生成部６０２がテーブルを生成する。この処理の詳細について図７（Ｂ）で説明する。ステップＳ７１１０では、補間せずに数値解析で遅延時間を算出するピクセル（数値解析対象ピクセル）に対し、縦波を適用し遅延時間を算出したテーブル、すなわち縦波テーブルが生成される。数値解析対象ピクセルは、図３におけるピクセル３０１、３０９、３１７に相当する。続くステップＳ７１２０では補間せずに数値解析で遅延時間を算出するピクセル（補間対象ピクセル）に対し、横波を適用し遅延時間を算出したテーブル、すなわち横波テーブルが生成される。補間対象ピクセルは、図３におけるピクセル３０２〜３０８、３１０〜３１６に相当する。
【００５６】
図７（Ａ）に戻り、ステップＳ７０３では、遅延時間算出部６０３が遅延時間を算出する。このときの具体的な処理について図８を用いて説明する。ステップＳ８０１で、関心領域に含まれる処理の対象ピクセルの主成分波種別が判定される。縦波であると判断された場合はステップＳ８０２へ、横波であると判断された場合はステップＳ８０５へ移行する。波種別の特定は、例えば、各ピクセルと探触子がなす入射角に応じて決定できる。ここで主成分とは、あるピクセルの中に縦波成分と横波成分が含まれている場合に、より多く含まれる側の成分を指す。
【００５７】
ステップＳ８０２では、縦波を主成分波種別とする対象ピクセルが、補間対象ピクセルであるか否かが判断される。補間対象である場合はステップＳ８０３へ、補間対象ではない場合はステップＳ８０４へ移行する。ステップＳ８０３では、図７（Ｂ）のＳ７１１０でテーブル生成部７０２が生成した縦波テーブルを参照し、対象ピクセルの周囲ピクセル
の縦波テーブル値に基づいて、対象ピクセルの遅延時間を補間処理にて算出する。補間には、線形補間など任意の手法を利用できる。ステップＳ８０４では、縦波テーブル値を参照して、対象ピクセルに該当する縦波テーブル値を取得して、遅延時間とする。
【００５８】
ステップＳ８０５では、横波を主成分波種別とする対象ピクセルが、補間対象ピクセルであるか否かが判断される。補間対象である場合はステップＳ８０６へ、補間対象ではない場合はステップＳ８０７へ移行する。ステップＳ８０６では、図７（Ｂ）のＳ７１２０でテーブル生成部７０２が生成した横波テーブルを参照し、対象ピクセルの周囲ピクセルの横波テーブル値に基づいて、対象ピクセルの遅延時間を補間処理にて算出する。補間には、線形補間など任意の手法を利用できる。ステップＳ８０７では、横波テーブル値を参照して、対象ピクセルに該当する横波テーブル値を取得して、遅延時間とする。
【００５９】
図７（Ａ）に戻り、ステップＳ７３０では、図２（Ｂ）のＳ２４３０と同様の手法で画像再構成が実行される。以上のシーケンスにより、縦波および横波の波種別に応じて生成されたテーブルが生成され、対象ピクセルの主成分波種別に応じて各ピクセルに適用され、遅延時間が算出される。これにより、処理の高速化が実現できる。
【００６０】
（変形例）
上記の説明では光音響効果により被検体から発生する光音響波を対象とした。本発明はさらに、各素子から被検体に送信された超音波が被検体内の音響インピーダンスの変化によって反射したエコー波にも適用できる。
【００６１】
本発明は上記実施形態を実現する為の装置及び方法のみに限定されるものではない。例えば、上記システム又は装置内のコンピュータ（ＣＰＵ或いはＭＰＵ）に、上記実施形態を実現する為のソフトウェアのプログラムコードを供給する。このプログラムコードに従って上記システム或いは装置のコンピュータが上記各種デバイスを動作させることにより上記実施形態を実現する場合も本発明の範疇に含まれる。
【００６２】
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上記実施の形態の機能を実現する事になる。そのため、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、具体的には上記プログラムコードを格納した記憶媒体は本発明の範疇に含まれる。このようなプログラムコードを格納する記憶媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いる事ができる。記憶媒体は、プログラムを保存し、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であって良い。
【００６３】
また、上記コンピュータは供給されたプログラムコードのみに従って各種デバイスを制御する。これにより上記実施形態の機能が実現される場合だけでなく、上記プログラムコードがコンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）、或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上記実施形態が実現される場合も本発明の範疇に含まれる。
【００６４】
更に、この供給されたプログラムコードが、機能拡張ボードや機能格納ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいて、機能拡張ボードや機能格納ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部或いは全部を行う。その処理によって上記実施形態が実現される場合も本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１００：情報処理部、１０１：間引きパターン決定部、１０２：遅延時間算出部、１０
３：画像再構成処理部、１１０：探触子、１１２：素子
【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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