JP6501820B2 - 処理装置、処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
図2は、本実施形態に係る被検体情報取得装置の構成を示すブロック図であり、光源210、光学系220、光学系走査機構221、被検体230、音響波検出器240、音響波検出器走査機構241、信号処理装置250、メモリ260、表示装置280からなっている。本実施形態に係る信号処理装置250は、測定条件設定部としての測定条件設定モジュール251、画像データ取得部としての画像データ取得モジュール252、画像データ出力部としての画像データ出力モジュール253、光量分布取得部としての光量分布取得モジュール254、信頼領域取得部としての信頼領域取得モジュール255を備えている。
次に、図3のS10、S40に示す測定条件の設定について詳細に説明する。
まず、被検体表面の異なる位置に第一の測定条件の光と第二の測定条件の光を照射する測定条件の例を、図4、図5を用いて説明する。
次に、被検体表面と光の照射方向とのなす角度である照射角度が異なる測定条件の例を、図6を用いて説明する。
次に、各測定条件の光の照射強度が異なる測定条件の例を、図7を用いて説明する。
図8(a)に示す第一の測定条件は、図4(a)に示す測定条件と同一である。
次に、図3のS70に示す第一の画像データと第二の画像データとを比較できるように表示する方法の例を説明する。
まず、第一の画像データと第二の画像データとを並べて表示する方法を、図9を用いて説明する。
次に、第一の画像データと第二の画像データとを重畳して表示する方法の例を、図10を用いて説明する。
次に、第一の画像データと第二の画像データとを同じ座標上に時間的に交互に表示させる方法の例を説明する。
本実施形態は、各測定条件によって得られた画像データに加えて、各測定条件の被検体内の光量分布を表示する点が他の実施形態との相違である。ここで、光量分布とは、光量分布に対して輝度値変換などを行った表示装置に表示させるためのデータを含む。
P0=Γ・φ・μa ・・・式(1)
ここで、Γはグリューナイゼン定数、μaは光吸収係数である。式(1)で表わされるように、光吸収体に照射された光量が大きい値であったら、発生する光音響波の初期音圧も大きくなる。すなわち、多くの光量が照射された領域に対応する検出信号のSN比は大きくなる。そのため、多くの光量が照射された領域の画像データは、SN比が大きい検出信号より得られた画像データであるため、信頼性は高い。反対に、光量が十分に照射されていない領域の画像データの信頼性は低い。そこで、本実施形態では、各測定条件によって得られた画像データに加えて、各測定条件の被検体内の光量分布を表示することによって、各測定条件の画像データの比較において、信頼性の高い領域を判断することができる。
まず、信号処理装置250の光量分布取得モジュール254が、第一の測定条件の光に基づき、第一の光量分布を取得し、第二の測定条件の光に基づき、第二の光量分布を取得する。
次に、画像データ出力モジュール253が、第一の光量分布と第二の光量分布とを表示装置280に出力し、表示装置280に第一の光量分布と第二の光量分布とを表示させる。以下、光量分布の表示例を図12〜14を用いて説明する。
本実施形態は、光量分布のうち、十分光が照射されている領域である信頼領域を取得する点が他の実施形態との相違である。ここで、信頼領域とは、信頼領域に対して輝度値変換などを行うことによって得られた表示手段に表示させるためのデータを含む。
まず、信号処理装置250の信頼領域取得モジュール255が、それぞれの光量分布に対して十分な信号が得られると考えられる閾値を設定する。
次に、画像データ出力モジュール253は、S22またはS55で取得した信頼領域を表示装置280に出力し、表示装置280に信頼領域を表示させる。本工程では、前述してきた画像データや光量分布に重畳して表示させることや、画像データや光量分布と並べて表示させることなどができる。
本実施形態では、音響波検出器が取得した検出信号と、第3の実施形態で取得した信頼領域とに基づいて、画像データを取得することが他の実施形態との相違である。
光音響イメージングで得られる機能情報は多くは、光吸収係数に関連した情報であるので、画像データは光吸収係数に関連した情報を得ることが好ましい。
光源210はパルス光を発生させる装置である。光源210としては大出力を得るため、レーザーが好ましいが、発光ダイオードなどでもよい。光音響波を効果的に発生させるためには、被検体230の熱特性に応じて十分短い時間に光を照射させなければならない。被検体230が生体の場合、光源210から発生するパルス光のパルス幅は数十ナノ秒以下にすることが好ましい。また、パルス光の波長は生体の窓と呼ばれる近赤外領域であり、700nm〜1200nm程度が好ましい。この領域の光は比較的生体深部まで到達することができ、深部の情報を得ることができる。さらに、パルス光の波長は観測対象に対して光吸収係数が高いことが好ましい。
光学系220は、光源210で発生させたパルス光を被検体230へ導く装置である。光学系220は、具体的には、光ファイバーやレンズ、ミラー、拡散板などの光学機器である。
被検体230は測定の対象となるものである。被検体230としては、生体や生体を模擬したファントムなどを用いることができる。
音響波検出器240は光音響波を検出し、電気信号に変換するものである。
信号処理装置250は、音響波検出器240で得られた電気信号の増幅、デジタル信号への変換などを行う。そして、変換されたデジタル信号を処理することによって、画像データを取得し、表示装置280に画像データを出力する。信号処理装置250は、AD変換器(ADC)、測定条件設定モジュール251、画像データ取得モジュール252、画像データ出力モジュール253、光量分布取得モジュール254、信頼領域取得モジュール255などを備えている。
メモリ260は、信号処理装置250によって処理された画像データを保持しておくものである。メモリに異なる測定条件によって得られた画像データを保持する。メモリは、測定条件の数だけメモリを用意することが好ましい。
表示装置280は、画像データを表示する表示領域を備えている。また、表示装置280は、複数の表示領域を備えていてもよい。なお、本発明においては、表示手段とは、1つの表示装置または複数の表示装置のことを指す。
240 音響波検出器
250 信号処理装置
252 画像データ取得モジュール
253 画像データ出力モジュール
280 表示装置
Claims (20)
- 被検体へ光が照射されることにより発生した光音響波の検出信号に基づいて得られた、前記被検体の光学特性値の分布を示す画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記被検体の内部における、前記光が十分に照射された領域に対応する第1の信頼領域を示す第1の領域情報を取得する領域情報取得手段と、
前記画像データ及び前記第1の領域情報に基づいて、前記画像データ、前記第1の信頼領域を示す画像、及び操作者からの入力を受け付け可能な操作手段を表示手段に表示させる画像データ出力手段と、
を有することを特徴とする処理装置。 - 前記被検体に照射された前記光の前記被検体の内部での光量分布を取得する光量分布取得手段を有し、
前記領域情報取得手段は、前記光量分布のうち、光量が所定の数値範囲に含まれる領域を前記第1の信頼領域とした前記第1の領域情報を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の処理装置。 - 前記被検体に照射された前記光の前記被検体の内部での光量分布を取得する光量分布取得手段を有し、
前記領域情報取得手段は、前記光量分布のうち、光量が所定の閾値以上である領域を前記第1の信頼領域とした前記第1の領域情報を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の処理装置。 - 前記画像データ出力手段は、前記画像データ及び前記第1の信頼領域を示す画像を重畳して前記表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の処理装置。 - 前記画像データ出力手段は、前記画像データ及び前記第1の信頼領域を示す画像を互いに異なる色で前記表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の処理装置。 - 前記被検体に照射された前記光の前記被検体の内部での光量分布を取得する光量分布取得手段を有し、
前記画像データ取得手段は、前記光音響波の前記検出信号及び前記光量分布に基づいて、前記画像データを取得する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の処理装置。 - 前記画像データ出力手段は、前記第1の信頼領域を示す線及び前記画像データを重畳して前記表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の処理装置。 - 前記画像データ取得手段は、初期音圧、光吸収係数、または酸素飽和度の分布を前記画像データとして取得する
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の処理装置。 - 前記画像データ出力手段は、前記操作手段によるユーザーからの入力情報に基づいて、前記表示手段に表示される画像の透過度、色、及び濃淡の少なくとも一つを変更する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の処理装置。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の処理装置と、
前記光を発生する光源と、
前記光音響波を検出することにより前記検出信号を取得する検出手段と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置。 - 被検体へ光が照射されることにより発生した光音響波の検出信号に基づいて得られた、前記被検体の光学特性値の分布を示す画像データを取得する工程と、
前記被検体の内部における、前記光が十分に照射された領域に対応する第1の信頼領域を示す第1の領域情報を取得する工程と、
前記画像データ及び前記第1の領域情報に基づいて、前記画像データ、前記第1の信頼領域を示す画像、及び操作者からの入力を受け付け可能な操作手段を表示手段に表示させる工程と、
を有することを特徴とする処理方法。 - 前記被検体に照射された前記光の前記被検体の内部での光量分布を取得する工程を有し、
前記第1の領域情報を取得する工程では、前記光量分布のうち、光量が所定の数値範囲に含まれる領域を前記第1の信頼領域とした前記第1の領域情報を取得する
ことを特徴とする請求項11に記載の処理方法。 - 前記被検体に照射された前記光の前記被検体の内部での光量分布を取得する工程を有し、
前記第1の領域情報を取得する工程では、前記光量分布のうち、光量が所定の閾値以上である領域を前記第1の信頼領域とした前記第1の領域情報を取得する
ことを特徴とする請求項11に記載の処理方法。 - 前記表示手段に表示させる工程では、前記画像データ及び前記第1の信頼領域を示す画像を重畳して前記表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項11から13のいずれか1項に記載の処理方法。 - 前記表示手段に表示させる工程では、前記画像データ及び前記第1の信頼領域を示す画像を互いに異なる色で前記表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載の処理方法。 - 前記被検体に照射された前記光の前記被検体の内部での光量分布を取得する工程を有し、
前記画像データを取得する工程では、前記光音響波の前記検出信号及び前記光量分布に基づいて、前記画像データを取得する
ことを特徴とする請求項11から15のいずれか1項に記載の処理方法。 - 前記表示手段に表示させる工程では、前記第1の信頼領域の外周を示す線及び前記画像データを重畳して前記表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項11から16のいずれか1項に記載の処理方法。 - 前記画像データを取得する工程では、初期音圧、光吸収係数、または酸素飽和度の分布を前記画像データとして取得する
ことを特徴とする請求項11から17のいずれか1項に記載の処理方法。 - 前記操作手段は、前記表示手段に表示される画像の透過度、色、及び濃淡の少なくとも一つを変更するための入力を受け付け可能である
ことを特徴とする請求項11から18のいずれか1項に記載の処理方法。 - 請求項11から19のいずれか1項に記載の処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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