JP2005218684A - 非侵襲生体情報映像装置及び非侵襲生体情報映像方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非侵襲生体情報映像装置は、特定波長成分を含む光を発生する光発生部11,12と、発生された光を被検体に照射する光照射部15と、光発生部から光照射部に光を導く導波部14と、2次元状に配列された複数の電気音響変換素子54と、複数の電気音響変換素子を駆動して超音波を被検体に送信するとともに、複数の電気音響変換素子により変換された複数の電気信号から受信信号を生成する送受信部22と、光照射により被検体内に発生する音響波に対応する受信信号を処理して生体機能に関するボリュームデータを生成し、超音波の送信によって被検体内に発生するエコーに対応する受信信号を処理して組織形態に関するボリュームデータを生成する信号処理部25とを具備する。
【選択図】 図1
Description
本発明に係る非侵襲生体情報映像方法は、2次元状にアレンジされた複数の光照射位置から特定波長成分を含む光を被検体に照射し、前記光の照射によって前記被検体内に発生する音響波を2次元状にアレンジされた複数の電気音響変換素子により受信し、前記複数の電気音響変換素子を駆動して前記複数の光照射位置に対応する複数の方向に超音波を送信し、前記超音波のエコーを、前記複数の電気音響変換素子により受信し、前記音響波に対応する受信信号に基づいて前記被検体の生体機能に関するボリュームデータを生成し、前記エコーに対応する受信信号に基づいて前記被検体の組織形態に関するボリュームデータを生成する。
但し、dは変換素子54の配列間隔、Cは被検体7の音響波伝播速度(約1500m/sec)、Foは受信収束点距離であり、Fo=Lに設定すれば変換素子54によって得られる受信信号に対して上記の遅延時間が与えられた後加算器57において加算することにより、距離Lにおいて発生した音響波の位相を一致させて加算合成することできる。
Claims (30)
- 特定波長成分を含む光を発生する光発生部と、
前記光発生部が発生する光を被検体内に照射する光照射部と、
前記光発生部により発生される光を前記光照射部に導く導波手段と、
前記被検体からの音響波を電気信号に変換する2次元状に配列された複数の電気音響変換素子と、
前記複数の電気音響変換素子を駆動して超音波を前記被検体に送信する送信手段と、
前記複数の電気音響変換素子により変換された複数の電気信号から受信指向性を有する受信信号を生成する受信手段と、
前記光照射部から照射した光によって前記被検体内に発生する音響波に対応する受信信号を処理して生体機能に関するボリュームデータを生成し、前記超音波の送信によって前記被検体内に発生するエコーに対応する受信信号を処理して組織形態に関するボリュームデータを生成する信号処理手段とを具備することを特徴とする非侵襲生体情報映像装置。 - 前記導波手段は複数の光ファイバから構成され、
前記光照射部は前記複数の光ファイバの複数の端部から構成され、
前記複数の端部は2次元状に配列されることを特徴とする請求項1記載の非侵襲生体情報映像装置。 - 前記複数の電気音響変換素子は縦横に所定の間隙を隔てて配列され、前記複数の光ファイバの複数の端部は前記間隙に離散的に配置されることを特徴とする請求項2記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記複数の光ファイバの複数の端部各々は、4つの電気音響変換素子に囲まれることを特徴とする請求項3記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記複数の光ファイバの複数の端部から順番に光を前記被検体に照射するための光走査手段をさらに備えることを特徴とする請求項2記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記受信手段は、前記光の照射により発生する音響波に対応する受信信号を、前記光を照射した光ファイバの端部に近傍の所定数の電気音響変換素子の電気信号から生成することを特徴とする請求項5記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記端部が所定距離以上離間した2以上の光ファイバの端部から光を同時に照射するための光走査手段をさらに備えることを特徴とする請求項2記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記受信手段は、前記光の照射により発生する音響波に対応する受信信号を、前記光を照射した光ファイバの端部に近傍の所定数の電気音響変換素子の電気信号から生成することを特徴とする請求項7記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記複数の光ファイバの複数の端部から一斉に光を照射することを特徴とする請求項2記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記受信手段は、前記光ファイバ各々の端部に近傍の所定数の電気音響変換素子の電気信号から前記光ファイバ各々の端部に対応する受信信号を生成することを特徴とする請求項9記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記光ファイバの端部からの光の照射と前記光の照射により発生する音響波の前記電気音響変換素子による検出とによる前記生体機能に関するボリュームデータを生成するための光音響走査と、前記電気音響変換素子による超音波の送信とエコーの検出とによる前記組織形態に関するボリュームデータを生成するための超音波走査とは、交互に行われることを特徴とする請求項2記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記前記生体機能に関するボリュームデータを生成するための前記光ファイバの端部からの光の照射と、前記組織形態に関するボリュームデータを生成するための前記電気音響変換素子による超音波の送信とは、交互に行われることを特徴とする請求項2記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記信号処理手段は、前記生体機能に関するボリュームデータと前記組織形態に関するボリュームデータとから同一断面に関する生体機能画像データと組織形態画像データとをそれぞれ生成することを特徴とする請求項1記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記生体機能画像データは前記組織形態画像データと同一画面に並べて表示されることを特徴とする請求項13記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 前記生体機能画像データは前記組織形態画像データに重畳されて表示されることを特徴とする請求項13記載の非侵襲生体情報映像装置。
- 2次元状にアレンジされた複数の光照射位置から特定波長成分を含む光を被検体に照射し、
前記光の照射によって前記被検体内に発生する音響波を、2次元状にアレンジされた複数の電気音響変換素子により受信し、
前記複数の電気音響変換素子を駆動して前記複数の光照射位置に対応する複数の方向に超音波を送信し、
前記超音波のエコーを、前記複数の電気音響変換素子により受信し、
前記音響波に対応する受信信号に基づいて前記被検体の生体機能に関するボリュームデータを生成し、
前記エコーに対応する受信信号に基づいて前記被検体の組織形態に関するボリュームデータを生成することを特徴とする非侵襲生体情報映像方法。 - 前記光は、前記複数の光照射位置から順番に照射されることを特徴とする請求項16記載の非侵襲生体情報映像方法。
- 前記光は、前記複数の光照射位置から一斉に照射されることを特徴とする請求項16記載の非侵襲生体情報映像方法。
- 前記光は、前記複数の光照射位置の中の離散的な所定数の光照射位置から同時に照射されることを特徴とする請求項16記載の非侵襲生体情報映像方法。
- 前記光の照射と前記超音波の送信とは交互に行われることを特徴とする請求項16記載の非侵襲生体情報映像方法。
- 被検体に光を照射する光照射手段と、
前記被検体に超音波を送信する超音波送信手段と、
前記照射光によって、もしくは前記送信超音波によって被検体内に生じた音響波を受波し電気信号に変換し出力する電気音響変換手段と、
この電気音響変換手段により出力される電気信号を入力し、前記照射光に起因する音響波に基づいてボリュームに関する第1の画像データを生成する第1の画像データ生成手段と、
前記電気音響変換手段により出力される電気信号を入力し、前記送信超音波に起因する音響波に基づいて前記ボリュームに関する第2の画像データを生成する第2の画像データ生成手段と、
これら第1の画像データ及び第2の画像データを表示する表示手段と、を有することを特徴とする生体情報映像装置。 - 前記超音波送信手段は、前記電気音響変換手段と一部共通に用いられることを特徴とする請求項21記載の生体情報映像装置。
- 前記表示手段は、前記第1の画像データと前記第2の画像データを同一モニタ上に表示することを特徴とする請求項21記載の生体情報映像装置。
- 被検体に光及び超音波を照射し、これら光及び超音波によってこの被検体内に生じる音響波を受波して各々を電気信号に変換し、これら各々の電気信号に基づいて同じボリュームに関する各々の画像データを生成し、これら各々の画像データを表示することを特徴とする生体情報映像装置。
- 被検体に光を照射し、この光によってこの被検体内に生じる音響波を受波して電気信号に変換し、この電気信号に基づいてボリュームに関する画像データを生成し、この画像データを表示することを特徴とする生体情報映像装置。
- a)2次元状に配列された超音波撮像素子と光音響照射及び検出素子を備えた診断プローブを胸の組織に接触させる工程と、
b)前記胸の組織をヘモグロビンの吸光スペクトルバンドにある波長を有する短い光パルスで照射し、光音響信号を生成する工程と、
c)超音波振動子を使って前記光音響信号を検出し、胸の組織における新生血管の分布を判定する工程と、
d)前記光音響信号の検出において使用する前記光音響検出振動子と重ね合わせた超音波振動子を使って、前記人間の胸の組織の形態学の超音波画像を生成及び検出する工程と、
e)前記光音響新生血管分布画像を前記超音波形態学画像に重ねて、胸の異なる形態学的構造における血管の分布の合成画像を生成する工程と、を含み
前記形態学的構造とは、対象の腫瘍であることを特徴とする、人間の乳がんを診断する方法。 - 光の波長は、530nmから1300nmの間のスペクトル域に含まれることを特徴とする、請求項26に記載の方法。
- 光音響検出素子及び超音波検出素子は共通であることを特徴とする、請求項26に記載の方法。
- a)特定の波長成分を有する光を生成する光生成装置と、
b)光生成装置によって生成された光を検査を受ける被検者に照射する照射装置と、
c)光生成装置によって生成した光を照射装置に誘導する導波手段と、
d)照射装置によって照射された光によって被検者内で生成された音波を、複数の電子音響変換素子の2次元配列を使用することによって、電気信号に変換するための第1の電子音響変換手段と、
e)第1の電子音響変換手段によって得た信号に基づいて、第1の画像データを生成するための第1の画像データ生成手段と、
f)超音波を被検者に伝送する超音波伝送手段と、
g)超音波伝送手段によって伝送され、被検者の体内で反射した超音波の成分を、複数の電子音響変換素子の2次元配列を使って、電気信号に変換する第2の電子音響変換手段と、
h)第2の電子音響変換手段によって得た信号に基づいて、第2の画像データを生成するための第2の画像データ生成手段と、
i)第1の画像データと第2の画像データを表示するための表示手段とを備えてなる、
ヘモグロビンなどのような検体の濃度の分布を腫瘍のような撮像した形態的特性の上に重ねることによって、人間の乳がんなどのような病気を診断するための装置。 - 特定の波長成分を有する光を生成する光生成装置と、
光生成装置によって生成された光を検査を受ける被検者に照射する照射装置と、
光生成装置によって生成した光を照射装置に誘導する導波手段と、
照射装置によって照射された光によって被検者内で生成された音波を、複数の電子音響変換素子の2次元配列を使用することによって、電気信号に変換するための第1の電子音響変換手段と、
前記第1の電子音響変換手段によって得た信号に基づいて、第1の画像データを生成するための第1の画像データ生成手段と、
超音波を被検者に伝送する超音波伝送手段と、
前記超音波伝送手段によって伝送され、被検者の体内で反射した超音波の成分を、複数の電子音響変換素子の2次元配列を使って、電気信号に変換する第2の電子音響変換手段と、
前記第2の電子音響変換手段によって得た信号に基づいて第2の画像データを生成するための第2の画像データ生成手段と、
第1の画像データと第2の画像データを表示するための表示手段とを備えてなる、
組織の撮像した形態学的特性上において、検体の濃度の分布を判定するための被検者情報撮像装置。
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