JP2017516522A - 光音響装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[第一の実施形態]
[第一の実施形態に係る光音響装置の構成]
[被検体100、および、光吸収体101]
[光源110]
[光学系120]
[探触子130]
[走査部140]
[信号処理部150]
[表示部160]
[入力部170]
[第一の実施形態に係る被検体情報取得方法]
[S100:被検体内に光を照射し光音響波を発生させる工程]
[S200:光音響波を受信して受信信号群を取得する工程]
[S300:受信信号群を保存する工程]
[S400:探触子130と光学系120を走査する工程]
[S500:注目領域の光量を取得する工程]
[S600:注目領域の初期音圧を算出する工程]
ここで、r0は画像化する位置を示す位置ベクトル、p0(r0,t)は画像化する位置の初期音圧、cは被検体100内の音速を示す。また、ΔΩiは画像化する位置からi番目のトランスデューサ131を見込む立体角、Nは画像化に用いるトランスデューサ131の個数を示す。
ここで、ri jはj番目の走査位置における,画像化に用いるi番目のトランスデューサ131の位置ベクトル、Nsは走査回数、Njはj番目の走査において再構成に用いるトランスデューサ131の個数を示す。
φ1(r0)は走査位置j=1における領域410の光量、φ2(r0)は走査位置j=2における領域410の光量である。図5Aを見ると、領域410は範囲510の外部にあるためφ1(r0)=0、図5Bを見ると、領域410は範囲520の内部にあるためφ2(r0)=1である。
[S700:注目領域の実質光量を取得する工程]
Γはグリュナイゼン係数とよばれ、被検体100の体積膨張係数と音速の2乗の積を定圧比熱で割ったものであり、生体等では略一定の既定値を取ることが知られている。Φ(r0)は位置r0の平均光量である。平均光量とは、本実施形態の場合、各走査位置での注目領域の光量を平均した値である。式(8)によれば、初期音圧を平均光量とグリュナイゼン係数で除算することで注目領域の吸収係数μ(r0)を得ることができる。
[S800:注目領域の吸収係数を取得する工程]
[S900:注目領域の吸収係数を表示する工程]
[第二の実施形態]
[第二の実施形態に係る光音響装置の構成]
[光学系620]
[探触子610]
[走査部630]
[第二の実施形態に係る被検体情報取得方法]
[他の実施形態]
Claims (11)
- 被検体に光を照射する照射部と、
前記光が照射された前記被検体から発生する音響波を受信して受信信号群を出力する、複数のトランスデューサを備える探触子と、
前記複数のトランスデューサから出力された前記受信信号群を記憶する記憶部と、
前記被検体内の注目領域における被検体情報を取得する処理部と、
を有し、
前記照射部は、複数のタイミングで前記被検体の互いに異なる位置に前記光を照射し、
前記探触子は、前記被検体に対する前記光の照射ごとに前記音響波を受信し、前記複数のタイミングのそれぞれに対応する複数の受信信号群を出力し、
前記記憶部は、前記複数の受信信号群を記憶し、
前記処理部は、
前記複数のタイミングのそれぞれについて、前記注目領域に照射された光量を取得し、
前記複数のタイミングのそれぞれについて、前記記憶部に記憶された受信信号群に対して、前記注目領域に照射された光量に基づく重み係数を用いた加重を行い、
前記複数のタイミングのそれぞれに対応する加重された複数の受信信号群に基づいて、前記注目領域における前記被検体情報を取得する
ことを特徴とする光音響装置。 - 前記処理部は、
前記複数のタイミングのそれぞれについて、加重された受信信号群に基づいて初期音圧を取得し、
前記複数のタイミングのそれぞれにおける前記注目領域に照射された前記光量に、当該光量に基づく加重を行って、前記複数のタイミングのそれぞれに対応する実質光量を算出し、
前記複数のタイミングのそれぞれについて、前記初期音圧と前記実質光量とに基づいて前記被検体情報を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の光音響装置。 - 前記処理部は、前記複数のタイミングのそれぞれについて、前記受信信号群に対して、前記注目領域における光量自体を前記重み係数とした加重を行う
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光音響装置。 - 前記処理部は、前記複数のタイミングのそれぞれについて、前記受信信号群に対して、前記注目領域における光量が閾値よりも小さいときは前記重み係数を0として加重を行う
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光音響装置。 - 前記被検体内の光照射領域に関する情報を入力する入力部を更に有し、
前記処理部は、前記入力部へ入力された前記被検体内の光照射領域に関する情報に基づいて前記注目領域における光量を取得する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光音響装置。 - 前記処理部は、前記被検体の光吸収特性および光散乱特性を用いた輸送方程式または拡散方程式により、前記注目領域における前記光量を取得する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光音響装置。 - 前記探触子は、球面を有するように形成され、前記複数のトランスデューサは前記球面上に配置されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光音響装置。
- 前記被検体情報を表示する表示部をさらに有する
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の光音響装置。 - 前記照射部は、光源と、前記光源からの光を前記被検体に導く光学系と、前記被検体に対して前記光学系を移動させる移動部と、を備える
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の光音響装置。 - 前記移動部は、前記光学系と前記探触子との位置関係を保った状態で、前記被検体に対して前記光学系と前記探触子とを移動させる
ことを特徴とする請求項9に記載の光音響装置。 - 複数のタイミングのそれぞれで被検体の互いに異なる位置に光が照射されることにより発生した音響波を受信して複数のトランスデューサから出力された前記複数のタイミングにそれぞれ対応する複数の受信信号群に基づいて、前記被検体内の注目領域における被検体情報を取得する信号処理方法であって、
前記複数のタイミングのそれぞれについて、前記注目領域に照射された光量を取得する工程と、
前記複数のタイミングのそれぞれについて、前記複数のトランスデューサから出力された受信信号群に対して、前記注目領域に照射された光量に基づく重み係数を用いた加重を行う工程と、
前記複数のタイミングのそれぞれに対応する加重された複数の受信信号群に基づいて、前記注目領域における前記被検体情報を取得する工程と、
を有することを特徴とする信号処理方法。
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