JP2018153604A - Photoacoustic apparatus, method for controlling the same and photoacoustic probe - Google Patents

Photoacoustic apparatus, method for controlling the same and photoacoustic probe Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for inhibiting rise of temperature of a probe due to heat generated by a light source, in an apparatus in which a probe is built in a light source.SOLUTION: A photoacoustic apparatus includes: a probe including a light source and a reception part for receiving an acoustic wave generated by a subject to which the light source radiates light; a temperature information acquisition part for acquiring temperature of the probe; and a control part for controlling the light source to radiate light in accordance with the temperature.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、光音響装置およびその制御方法、ならびに光音響プローブに関する。   The present invention relates to a photoacoustic apparatus, a control method thereof, and a photoacoustic probe.

近年、光を利用したイメージング技術として、光音響効果を利用して被検体の内部を画像化する光音響装置が研究・開発されている。光音響装置は、被検体に照射された光のエネルギーを吸収した光吸収体から光音響効果により発生する超音波（光音響波）を用いて、被検体内の画像を生成する装置である。   In recent years, as an imaging technique using light, a photoacoustic apparatus that images the inside of a subject using a photoacoustic effect has been researched and developed. A photoacoustic apparatus is an apparatus that generates an image in a subject using ultrasonic waves (photoacoustic waves) generated by a photoacoustic effect from a light absorber that absorbs energy of light irradiated on the subject.

光音響装置においても超音波診断装置と同様に、ハンドヘルド型プローブの形状を成し、容易に観察部位にアクセスできる装置が研究・開発されている。特許文献１には、光源部と受信部とを内蔵するプローブを備える光音響画像化装置が記載されている。   In the photoacoustic apparatus, as in the case of the ultrasonic diagnostic apparatus, a device that has the shape of a handheld probe and can easily access the observation site has been researched and developed. Patent Document 1 describes a photoacoustic imaging apparatus including a probe that includes a light source unit and a receiving unit.

特開２０１６−０４７０７７号公報JP, 2006-047077, A

ところで、発光のために光源に供給された電力の一部は熱に変換され、光源は発熱する。プローブに光源が内蔵されている場合（ハウジングの内部に光源が配置されている場合）、光源の発熱によりプローブの温度上昇が生じる可能性がある。このプローブの温度上昇により、熱による装置の不具合や、技師や被検者の不快感などの不都合が生じる場合がある。   By the way, a part of electric power supplied to the light source for light emission is converted into heat, and the light source generates heat. When the probe has a built-in light source (when the light source is disposed inside the housing), the temperature of the probe may increase due to heat generated by the light source. Due to the temperature rise of the probe, there may be inconveniences such as a malfunction of the apparatus due to heat and an unpleasant feeling of an engineer or a subject.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、プローブに光源が内蔵されている装置において、光源の発熱によるプローブの温度上昇を抑制するための技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique for suppressing an increase in temperature of a probe due to heat generation of the light source in an apparatus in which a light source is built in the probe.

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
光源と、前記光源から光を照射された被検体から発生する音響波を受信する受信部と、を含むプローブと、
前記プローブの温度を取得する温度情報取得部と、
前記温度に応じて、前記光源による光の照射を制御する制御部と、
を有することを特徴とする光音響装置である。 The present invention employs the following configuration. That is,
A probe comprising: a light source; and a reception unit that receives an acoustic wave generated from a subject irradiated with light from the light source;
A temperature information acquisition unit for acquiring the temperature of the probe;
A control unit that controls irradiation of light by the light source according to the temperature;
It is a photoacoustic apparatus characterized by having.

本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
光源と、
前記光源から光を照射された被検体から発生する音響波を受信する受信部と、
を有する光音響プローブであって、
前記光音響プローブの温度を取得する温度情報取得部と、
前記温度に応じて、前記光源による光の照射を制御する制御部と、
をさらに有することを特徴とする光音響プローブである。 The present invention also employs the following configuration. That is,
A light source;
A receiving unit for receiving an acoustic wave generated from a subject irradiated with light from the light source;
A photoacoustic probe having:
A temperature information acquisition unit for acquiring the temperature of the photoacoustic probe;
A control unit that controls irradiation of light by the light source according to the temperature;
A photoacoustic probe characterized by further comprising:

本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
光源が、被検体に光を照射するステップと、
受信部が、前記光を照射された前記被検体から発生する音響波を受信するステップと、
温度情報取得部が、前記プローブの温度を取得するステップと、
制御部が、前記温度に応じて、前記光源による光の照射を制御するステップと、
を有することを特徴とする光音響装置の制御方法である。 The present invention also employs the following configuration. That is,
A light source irradiates the subject with light;
Receiving a sound wave generated from the subject irradiated with the light; and
A temperature information acquisition unit acquiring the temperature of the probe; and
A step of controlling the light irradiation by the light source according to the temperature;
It is the control method of the photoacoustic apparatus characterized by having.

本発明によれば、プローブに光源が内蔵されている装置において、光源の発熱によるプローブの温度上昇を抑制するための技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique for suppressing the temperature rise of a probe by the heat_generation | fever of a light source can be provided in the apparatus with which the light source is incorporated in the probe.

第１の実施形態に係る光音響装置のブロック図The block diagram of the photoacoustic apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るハンドヘルド型プローブの模式図Schematic diagram of the handheld probe according to the first embodiment 第１の実施形態に係るコンピュータと周辺構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a computer and a peripheral configuration according to a first embodiment 単位時間当たりの発熱量を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining calorific value per unit time 第１の実施形態の制御のフローチャートFlowchart of control in the first embodiment 追従優先保護モードの光照射制御方法を説明するグラフGraph explaining the light irradiation control method in the tracking priority protection mode 追従優先保護モードの光照射制御方法を説明する別のグラフAnother graph explaining the light irradiation control method in the tracking priority protection mode 画質優先保護モードの光照射制御方法を説明するグラフGraph explaining the light irradiation control method in image quality priority protection mode 画質優先保護モードの光照射制御方法を説明する別のグラフAnother graph explaining the light irradiation control method in image quality priority protection mode ノーマル保護モードの光照射制御方法を説明するグラフGraph explaining light irradiation control method in normal protection mode 第２の実施形態の制御のフローチャートFlowchart of control of the second embodiment 第２の実施形態における光照射制御方法を説明するグラフThe graph explaining the light irradiation control method in 2nd Embodiment 第３の実施形態の制御のフローチャートFlowchart of control of the third embodiment プローブの速さと押し付け力から特性カーブを選択するグラフGraph to select characteristic curve from probe speed and pressing force 第７の実施形態の制御のタイミングチャートControl timing chart of the seventh embodiment

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described below should be appropriately changed depending on the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. Therefore, the scope of the present invention is not intended to be limited to the following description.

本発明は、被検体から伝搬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、被検体内部の特性情報を示す画像を生成し表示する表示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、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としても捉えられる。   The present invention relates to a technique for detecting acoustic waves propagating from a subject, generating characteristic information inside the subject, and acquiring the characteristic information. Therefore, the present invention can be understood as a subject information acquisition apparatus or a control method thereof, a subject information acquisition method, or a signal processing method. The present invention can also be understood as a display method for generating and displaying an image indicating characteristic information inside a subject. The present invention can also be understood as a program that causes an information processing apparatus including hardware resources such as a CPU and a memory to execute these methods, and a non-transitory storage medium that stores the program and is readable by a computer.

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光音響イメージング装置を含む。この場合、特性情報とは、受信された光音響波に由来する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。   The subject information acquisition apparatus of the present invention receives an acoustic wave generated in a subject by irradiating the subject with light (electromagnetic waves), and acquires the subject's characteristic information as image data. Including a photoacoustic imaging apparatus using In this case, the characteristic information is information on characteristic values corresponding to each of a plurality of positions in the subject, generated using a signal derived from the received photoacoustic wave.

本発明に係る光音響画像データは、光照射により発生した光音響波に由来するあらゆる画像データを含む概念である。例えば、光音響画像データは、光音響波の発生音圧（初期音圧）、吸収エネルギー密度、吸収係数、被検体を構成する物質の濃度（酸素飽和度など）などの少なくとも１つの特性情報を表す画像データである。なお、互いに異なる複数の
波長の光照射により発生する光音響波に基づいて、被検体を構成する物質の濃度などの、分光情報を示す光音響画像データが得られる。分光情報を示す光音響画像データは、酸素飽和度、酸素飽和度に吸収係数等の強度を重み付けした値、トータルヘモグロビン濃度、オキシヘモグロビン濃度、またはデオキシヘモグロビン濃度であってもよい。また、分光情報を示す光音響画像データは、グルコース濃度、コラーゲン濃度、メラニン濃度、または脂肪や水の体積分率であってもよい。 The photoacoustic image data according to the present invention is a concept including all image data derived from photoacoustic waves generated by light irradiation. For example, the photoacoustic image data includes at least one characteristic information such as a generated sound pressure (initial sound pressure) of a photoacoustic wave, an absorption energy density, an absorption coefficient, and a concentration of a substance constituting an object (such as oxygen saturation). It is image data to represent. Note that photoacoustic image data indicating spectral information such as the concentration of a substance constituting the subject is obtained based on photoacoustic waves generated by light irradiation with a plurality of different wavelengths. The photoacoustic image data indicating the spectral information may be oxygen saturation, a value obtained by weighting the oxygen saturation with an intensity such as an absorption coefficient, a total hemoglobin concentration, an oxyhemoglobin concentration, or a deoxyhemoglobin concentration. Further, the photoacoustic image data indicating the spectral information may be a glucose concentration, a collagen concentration, a melanin concentration, or a volume fraction of fat or water.

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。   A two-dimensional or three-dimensional characteristic information distribution is obtained based on the characteristic information of each position in the subject. The distribution data can be generated as image data. The characteristic information may be obtained not as numerical data but as distribution information of each position in the subject. That is, distribution information such as initial sound pressure distribution, energy absorption density distribution, absorption coefficient distribution, and oxygen saturation distribution.

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。トランスデューサ等により音響波から変換された信号（例えば電気信号）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信号（例えば電気信号）を光音響信号とも呼ぶ。分布データは、光音響画像データや再構成画像データとも呼ばれる。   The acoustic wave referred to in the present invention is typically an ultrasonic wave and includes an elastic wave called a sound wave or an acoustic wave. A signal (for example, an electric signal) converted from an acoustic wave by a transducer or the like is also called an acoustic signal. However, the description of ultrasonic waves or acoustic waves in this specification is not intended to limit the wavelength of those elastic waves. An acoustic wave generated by the photoacoustic effect is called a photoacoustic wave or an optical ultrasonic wave. A signal derived from a photoacoustic wave (for example, an electric signal) is also referred to as a photoacoustic signal. The distribution data is also called photoacoustic image data or reconstructed image data.

以下の実施形態では、光音響信号を取得するときに用いられる、光源と受信部を備えた光音響プローブについて詳細に説明する。従って本発明は、光音響プローブやその制御方法として捉えることもできる。以下の実施形態ではまた、ハンドヘルド型の光音響プローブを取り上げているが、本発明のプローブはハンドヘルド型に限定されない。   In the following embodiments, a photoacoustic probe including a light source and a receiving unit used when acquiring a photoacoustic signal will be described in detail. Therefore, the present invention can also be understood as a photoacoustic probe and a control method thereof. In the following embodiment, a hand-held photoacoustic probe is also taken up, but the probe of the present invention is not limited to the hand-held type.

光音響測定において、一般に、照射光の光量が大きいほど光音響波の強度も大きくなり、光音響波の受信信号のＳ／Ｎが向上する。その結果、表示させたときの画質の高い光音響画像データが得られる。   In photoacoustic measurement, generally, the greater the amount of irradiation light, the greater the intensity of the photoacoustic wave, and the S / N of the received signal of the photoacoustic wave improves. As a result, photoacoustic image data with high image quality when displayed is obtained.

ところで、光音響装置のハンドヘルド型プローブにおいて、プローブ筺体内に光源を配置する構成が考えられる。このような構成においても、高画質な光音響画像を表示させるために、照射光の光量を大きくすることが望ましい。ところが、光源に供給される電力の一部が熱に変換されることにより光源は発熱するため、照射光の光量を大きくする目的で光源に大きな電力を供給すると、光源の発熱量も高くなってしまう。   By the way, the structure which arrange | positions a light source in a probe housing | casing can be considered in the handheld probe of a photoacoustic apparatus. Even in such a configuration, it is desirable to increase the amount of irradiation light in order to display a high-quality photoacoustic image. However, since a part of the power supplied to the light source is converted into heat, the light source generates heat. Therefore, if a large amount of power is supplied to the light source for the purpose of increasing the amount of irradiated light, the amount of heat generated by the light source also increases. End up.

本明細書において「光量」を、１パルスの光エネルギーの総量（単位はＪ（ジュール））として定義する（以降、照射光量とも記す）。また、光量と、１秒あたりの発光回数（光照射の繰り返し周波数）と、を乗算したものを、照射光の平均パワー（単位はＷ（ワット））と定義する。   In this specification, “light quantity” is defined as the total amount of light energy of one pulse (the unit is J (joule)) (hereinafter also referred to as irradiation light quantity). Further, the product of the light amount and the number of times of light emission per second (repetition frequency of light irradiation) is defined as the average power of irradiation light (unit: W (watt)).

例えば、光源としてレーザーダイオードを用いて、０．０１［Ｊ］の光量で、０．１秒間隔で発光する場合（１秒間に１０回発光する場合）、照射光の平均パワーは０．０１［Ｊ］×１０［回／ｓ］＝０．１［Ｗ］となる。ここで、供給電力に対する光変換効率を１０［％］と仮定すれば、平均パワーを０．１［Ｗ］としたい場合、供給電力を１［Ｗ］とする必要がある。このとき、光源の単位時間当たりの発熱量は０．９［Ｗ］となる。ここでは、光源への供給電力のうち、光に変換されなかった電力は全て熱に変換されると仮定する。なお、１パルスの光とは、光強度の時間変化が矩形波である光の他に、三角波、正弦波などのあらゆる波形の光を含む。   For example, when using a laser diode as a light source and emitting light at an interval of 0.1 second with a light amount of 0.01 [J] (when emitting light 10 times per second), the average power of the irradiated light is 0.01 [ J] × 10 [times / s] = 0.1 [W]. Here, assuming that the optical conversion efficiency with respect to the supplied power is 10 [%], when the average power is to be set to 0.1 [W], the supplied power needs to be set to 1 [W]. At this time, the heat generation amount per unit time of the light source is 0.9 [W]. Here, it is assumed that all of the power supplied to the light source that has not been converted into light is converted into heat. Note that one pulse of light includes light having any waveform such as a triangular wave and a sine wave in addition to the light whose temporal change in light intensity is a rectangular wave.

ハンドヘルド型プローブに強制風冷や水冷等の冷却機構を設けることは困難である。そのため、ハウジング内部に設けられた光源の発熱量が小さい場合であったとしても、ハウ
ジング内部に温度上昇が生じる可能性がある。この温度上昇により、ハウジング内部のデバイスの不具合を生じる可能性がある。また、ハウジングの温度上昇により、プローブ扱う技師や医師などのユーザーや、被検者である患者に不快感を与える可能性がある。 It is difficult to provide a cooling mechanism such as forced air cooling or water cooling for the handheld probe. Therefore, even if it is a case where the emitted-heat amount of the light source provided in the housing is small, a temperature rise may arise inside a housing. This temperature rise may cause a malfunction of the device inside the housing. Further, the temperature rise of the housing may cause discomfort to users such as a probe engineer or doctor and a patient who is a subject.

そこで発明者は、鋭意検討により、ハンドヘルド型プローブ内部あるいはハウジングに温度センサ等の温度情報取得部を実装し、温度センサが検出した温度に基づいて、光量と光照射の繰り返し周波数を最適に制御することを見出した。すなわち、発明者は、ハンドヘルド型プローブの内部あるいはハウジングの温度が決められた上限値を超えないように光量と光照射の繰り返し周波数を制御し、光源への供給電力を制御することを見出した。典型的には、照射光の光量と光照射の繰り返し周波数とを乗算した値に比例する発熱量による温度上昇が許容温度以下に収まるように、光源への供給電力を適宜調整して、光量と繰り返し周波数を最適に制御する。   Accordingly, the inventor has implemented a temperature information acquisition unit such as a temperature sensor in the handheld probe or in the housing through intensive studies, and optimally controls the light amount and the repetition frequency of light irradiation based on the temperature detected by the temperature sensor. I found out. That is, the inventor has found that the amount of light and the repetition frequency of light irradiation are controlled so that the temperature of the inside of the handheld probe or the housing does not exceed a predetermined upper limit value, thereby controlling the power supplied to the light source. Typically, by appropriately adjusting the power supplied to the light source so that the temperature rise due to the heat generation amount proportional to the value obtained by multiplying the light amount of irradiation light and the repetition frequency of light irradiation falls below the allowable temperature, Optimal control of repetition frequency.

さらに、被検体が人体の皮膚等の場合、最大許容露光量（ＭＰＥ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）を守る必要がある。ハンドヘルド型プローブの内部あるいはハウジング温度を鑑みた制限に加え、光量がＭＰＥを超えないように制限してもよい。   Furthermore, when the subject is human skin or the like, it is necessary to protect the maximum permissible exposure (MPE: Maximum Permissible Exposure). In addition to the restriction in view of the inside of the handheld probe or the housing temperature, the light quantity may be restricted so as not to exceed the MPE.

なお、本発明の適用対象は、以下の実施形態で説明する光音響装置に限られない。本発明は、ハンドヘルド型プローブに光源を内蔵した装置であれば適用可能である。例えば、本発明は、光源と、光源から発した光の反射光や透過光を受光する受光素子とを内蔵するハンドヘルド型プローブに適用してもよい。すなわち、本発明は、光源が内蔵されたハンドヘルド型プローブと、照射対象を伝播した光の受信信号に基づいて、照射対象に関する情報を取得する情報取得部を有する装置に適用してもよい。   In addition, the application object of this invention is not restricted to the photoacoustic apparatus demonstrated by the following embodiment. The present invention is applicable to any device in which a light source is built in a handheld probe. For example, the present invention may be applied to a hand-held probe that includes a light source and a light receiving element that receives reflected light or transmitted light of light emitted from the light source. That is, the present invention may be applied to an apparatus having a handheld probe with a built-in light source and an information acquisition unit that acquires information about the irradiation target based on a received signal of light propagated through the irradiation target.

＜第１の実施形態＞
（装置構成）
以下、図１を用いて本実施形態に係る光音響装置の構成を説明する。図１は、光音響装置全体の概略ブロック図である。本実施形態に係る光音響装置は、プローブ１８０（光照射部１１０及び受信部１２０及び温度センサ２００）、信号収集部１４０、コンピュータ１５０、表示部１６０、入力部１７０、及び電源部１９０を有する。 <First Embodiment>
(Device configuration)
Hereinafter, the configuration of the photoacoustic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic block diagram of the entire photoacoustic apparatus. The photoacoustic apparatus according to the present embodiment includes a probe 180 (light irradiation unit 110 and reception unit 120 and temperature sensor 200), a signal collection unit 140, a computer 150, a display unit 160, an input unit 170, and a power supply unit 190.

光照射部１１０が光を被検体１００に照射すると、光音響効果によって被検体１００内部や表面の光吸収体から光音響波が発生する。電源部１９０は、光照射部１１０の光源を駆動するための電力を供給する。受信部１２０は、光音響波を受信してアナログ信号としての電気信号（光音響信号）を出力する。   When the light irradiation unit 110 irradiates the subject 100 with light, a photoacoustic wave is generated from the light absorber inside or on the surface of the subject 100 due to the photoacoustic effect. The power supply unit 190 supplies power for driving the light source of the light irradiation unit 110. The receiving unit 120 receives a photoacoustic wave and outputs an electrical signal (photoacoustic signal) as an analog signal.

信号収集部１４０は、受信部１２０から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、コンピュータ１５０に出力する。コンピュータ１５０は、信号収集部１４０から出力されたデジタル信号を、光音響波に由来する信号データとして記憶する。   The signal collection unit 140 converts the analog signal output from the reception unit 120 into a digital signal and outputs the digital signal to the computer 150. The computer 150 stores the digital signal output from the signal collecting unit 140 as signal data derived from photoacoustic waves.

コンピュータ１５０は、記憶されたデジタル信号に対して後述する処理を行うことにより、画像データを生成する。また、コンピュータ１５０は、得られた画像データに対して表示のための画像処理を施した後に、表示部１６０に出力する。表示部１６０は、光音響画像を表示する。ユーザーとしての医師や技師等は、表示部１６０に表示された光音響画像を確認して診断を行う。表示画像は、ユーザーやコンピュータ１５０からの保存指示に基づいて、コンピュータ１５０内のメモリや、モダリティとネットワークで接続されたデータ管理システムなどに保存される。   The computer 150 generates image data by performing processing to be described later on the stored digital signal. Further, the computer 150 performs image processing for display on the obtained image data, and then outputs it to the display unit 160. The display unit 160 displays a photoacoustic image. A doctor, an engineer, or the like as a user performs diagnosis by confirming the photoacoustic image displayed on the display unit 160. The display image is stored in a memory in the computer 150 or a data management system connected to the modality via a network based on a storage instruction from the user or the computer 150.

信号データを３次元のボリュームデータに変換する再構成アルゴリズムとしては、タイ
ムドメインでの逆投影法、フーリエドメインでの逆投影法、モデルベース法（繰り返し演算法）などのあらゆる手法を採用できる。例えば、タイムドメインでの逆投影法として、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ−ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＦＢＰ）、または整相加算（Ｄｅｌａｙ−ａｎｄ−Ｓｕｍ）などが挙げられる。なお、画像再構成においては光音響波の初期音圧分布と、被検体内部の光量分布に基づいて吸収係数分布を取得する。本発明においては、プローブの温度に応じて動的に照射光量が変化するため、被検体内部の光量分布も変化する。そこで、コンピュータが画像再構成を行う際には、光音響波を取得したときの光量情報を参照して、必要に応じてゲインを与えるなどの方法により補正することが好ましい。 As a reconstruction algorithm for converting signal data into three-dimensional volume data, any method such as a back projection method in the time domain, a back projection method in the Fourier domain, and a model-based method (repetitive calculation method) can be employed. For example, as a back projection method in the time domain, Universal back-projection (UBP), Filtered back-projection (FBP), or delay-and-sum (Delay-and-Sum) can be cited. In the image reconstruction, the absorption coefficient distribution is acquired based on the initial sound pressure distribution of the photoacoustic wave and the light amount distribution inside the subject. In the present invention, since the irradiation light amount dynamically changes according to the temperature of the probe, the light amount distribution inside the subject also changes. Therefore, when the computer reconstructs an image, it is preferable to correct by a method such as giving a gain if necessary with reference to the light amount information when the photoacoustic wave is acquired.

また、表示部１６０は、コンピュータ１５０で生成された画像の他にＧＵＩなどを表示してもよい。入力部１７０は、ユーザーが情報を入力できるように構成されている。ユーザーは、入力部１７０を用いて測定開始や終了、作成画像の保存指示などの操作を行うことができる。   The display unit 160 may display a GUI or the like in addition to the image generated by the computer 150. The input unit 170 is configured so that a user can input information. The user can use the input unit 170 to perform operations such as measurement start and end, and instructions for saving a created image.

（プローブ１８０）
図２は、本実施形態に係るハンドヘルド型のプローブ１８０の模式図を示す。プローブ１８０は、光照射部１１０、受信部１２０、温度センサ２００及びハウジング１８１を含む。 (Probe 180)
FIG. 2 is a schematic diagram of a handheld probe 180 according to the present embodiment. The probe 180 includes a light irradiation unit 110, a reception unit 120, a temperature sensor 200, and a housing 181.

プローブ１８０内部における温度センサ２００の設置場所としては、動作温度条件が厳しい光照射部１１０の光源もしくはドライバ回路１１４の近傍、または、可触部であるハウジング１８１が好ましい。温度センサ２００は、これら好適な設置場所に熱的に結合されて実装される。温度センサ２００は、アナログ信号あるいはデジタル信号でコンピュータ１５０に、プローブ内部（例えば、光源の近傍の位置）あるいはハウジングの温度（以降、単にプローブ温度とも記す）を出力する。   The location of the temperature sensor 200 inside the probe 180 is preferably the light source of the light irradiation unit 110 or the driver circuit 114 in the severe operating temperature condition, or the housing 181 which is a touchable part. The temperature sensor 200 is mounted thermally coupled to these suitable installation locations. The temperature sensor 200 outputs the temperature inside the probe (for example, a position near the light source) or the temperature of the housing (hereinafter, also simply referred to as the probe temperature) to the computer 150 by an analog signal or a digital signal.

ハウジング１８１は、光照射部１１０及び受信部１２０を囲う筺体である。ユーザーは、ハウジング１８１を把持することにより、プローブ１８０をハンドヘルド型プローブとして利用できる。   The housing 181 is a housing that surrounds the light irradiation unit 110 and the reception unit 120. A user can use the probe 180 as a handheld probe by gripping the housing 181.

光照射部１１０は、光源１１１、光源１１１から発生した光を伝搬させる光学系１１２、及び光源１１１を駆動させるドライバ回路１１４を含む。光学系１１２は、ＬＥＤやＬＤ等の光源１１１から発生する光を伝搬して、射出端１１３から射出する。   The light irradiation unit 110 includes a light source 111, an optical system 112 that propagates light generated from the light source 111, and a driver circuit 114 that drives the light source 111. The optical system 112 propagates light generated from the light source 111 such as an LED or an LD and emits the light from the emission end 113.

プローブ１８０は、ケーブル１８２を介して信号収集部１４０、コンピュータ１５０、及び電源部１９０と繋がっている。ケーブル１８２は、電源部１９０からドライバ回路１１４へ電力を供給する配線、制御部１５３からドライバ回路１１４へ光量や発光タイミング等を制御する制御信号を送る配線、受信部１２０から出力されるアナログ信号を信号収集部１４０に伝達する配線を含む。ケーブル１８２にコネクタを設け、プローブ１８０と光音響装置のその他の構成とを分離できる構成としてもよい。本実施形態において、ドライバ回路１１４と電源部１９０とを合わせた構成が、光源１１１に電力を供給する駆動部に相当する。すなわち、本実施形態に係る駆動部は、ドライバ回路１１４と電源部１９０とを含む。   The probe 180 is connected to the signal collection unit 140, the computer 150, and the power supply unit 190 via the cable 182. The cable 182 is a wiring for supplying power from the power supply unit 190 to the driver circuit 114, a wiring for transmitting a control signal for controlling the light amount, light emission timing, and the like from the control unit 153 to the driver circuit 114, and an analog signal output from the receiving unit 120. Wiring to be transmitted to the signal collecting unit 140 is included. It is good also as a structure which can provide a connector in the cable 182 and can isolate | separate the probe 180 and the other structure of a photoacoustic apparatus. In the present embodiment, the combined configuration of the driver circuit 114 and the power supply unit 190 corresponds to a drive unit that supplies power to the light source 111. That is, the drive unit according to the present embodiment includes a driver circuit 114 and a power supply unit 190.

なお、本実施形態に係るプローブ１８０は、ケーブル１８２を排したワイヤレスのハンドヘルド型のプローブ１８０であってもよい。この場合、電源部１９０をプローブ１８０に内蔵し、プローブ１８０とその他の構成との各種信号の送受信を無線で行ってもよい。ただし、電源部１９０をプローブ１８０に内蔵すると、電源部１９０での消費電力に起因して発生する熱により、ハウジング１８１内部での発熱量は増加する。そのため、ハウジ
ング１８１内部の温度上昇を抑制するために、電源部１９０をハウジング１８１の外部に配置してもよい。さらに、ドライバ回路１１４のうち、消費電力が大きく、発熱量の大きい一部の構成をハウジング１８１の外部に配置してもよい。 Note that the probe 180 according to the present embodiment may be a wireless handheld probe 180 with the cable 182 removed. In this case, the power supply unit 190 may be built in the probe 180, and various signals may be transmitted and received between the probe 180 and other components wirelessly. However, if the power supply unit 190 is built in the probe 180, the amount of heat generated in the housing 181 increases due to heat generated due to power consumption in the power supply unit 190. Therefore, the power supply unit 190 may be arranged outside the housing 181 in order to suppress a temperature rise inside the housing 181. Further, a part of the driver circuit 114 that consumes a large amount of power and generates a large amount of heat may be arranged outside the housing 181.

（詳細構成）
以下、本実施形態に係る光音響装置の各構成の詳細を説明する。 (Detailed configuration)
Hereafter, the detail of each structure of the photoacoustic apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated.

（光照射部１１０）
光照射部１１０は、光源１１１、光学系１１２、ドライバ回路１１４を含む。
光源１１１としては、レーザーダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）が好適である。光源１１１は、１ＭＨｚ以上の鋸波状の駆動波形（駆動電流）に追随して光を発することのできるＬＤもしくはＬＥＤを採用してもよい。ただし、光音響波を発生させるための光を射出可能であれば、光源はＬＤやＬＥＤに限られない。また、光源１１１として波長可変光源を利用すれば、酸素飽和度の取得が可能になる。 (Light irradiation unit 110)
The light irradiation unit 110 includes a light source 111, an optical system 112, and a driver circuit 114.
As the light source 111, a laser diode (LD) or a light emitting diode (LED) is suitable. The light source 111 may employ an LD or LED capable of emitting light following a sawtooth drive waveform (drive current) of 1 MHz or higher. However, the light source is not limited to the LD or the LED as long as the light for generating the photoacoustic wave can be emitted. Further, if a wavelength tunable light source is used as the light source 111, the oxygen saturation can be acquired.

光源１１１が発する光のパルス幅は、典型的には１ｎｓ以上、１μｓ以下である。また、光の波長として例えば、４００ｎｍから１６００ｎｍ程度の範囲を利用できる。血管を高解像度でイメージングする場合は、血管での吸収が大きい波長（４００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下）が好ましい。生体の深部をイメージングする場合には、生体の背景組織（水や脂肪など）において典型的に吸収が少ない波長（７００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下）が好ましい。ただし、パルス幅や波長は上記に限定されない。   The pulse width of light emitted from the light source 111 is typically 1 ns or more and 1 μs or less. Further, for example, a range of about 400 nm to 1600 nm can be used as the wavelength of light. When imaging a blood vessel with high resolution, a wavelength (400 nm or more and 700 nm or less) at which absorption in the blood vessel is large is preferable. When imaging a deep part of a living body, a wavelength (700 nm or more and 1100 nm or less) that is typically less absorbed in the background tissue (water, fat, etc.) of the living body is preferable. However, the pulse width and wavelength are not limited to the above.

光学系１１２には、レンズ、ミラー、光ファイバ等の光学素子を使用できる。***等を被検体１００とする場合、パルス光のビーム径を広げて照射するために、光学系の射出端１１３として光拡散板等を用いてもよい。一方、光音響顕微鏡においては、解像度を上げるために、光学系１１２の射出端１１３をレンズ等で構成し、ビームをフォーカスして照射してもよい。なお、光照射部１１０が光学系１１２を備えずに、光源１１１から直接、被検体１００に光を照射してもよい。
ドライバ回路１１４は、電源部１９０からの電力を用いて、光源１１１を駆動する駆動電流を生成する回路である。 Optical elements such as lenses, mirrors, and optical fibers can be used for the optical system 112. When the subject 100 is a breast or the like, a light diffusing plate or the like may be used as the exit end 113 of the optical system in order to irradiate the pulsed beam with a wider beam diameter. On the other hand, in the photoacoustic microscope, in order to increase the resolution, the exit end 113 of the optical system 112 may be configured with a lens or the like, and the beam may be focused and irradiated. Note that the light irradiation unit 110 may directly irradiate the subject 100 with light from the light source 111 without including the optical system 112.
The driver circuit 114 is a circuit that generates a drive current for driving the light source 111 using the power from the power supply unit 190.

（受信部１２０）
受信部１２０は、音響波を受信することにより電気信号を出力するトランスデューサと、トランスデューサを支持する支持体とを含む。トランスデューサを構成する部材としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック材料や、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電膜材料などを利用できる。圧電素子以外にも例えば、静電容量型トランスデューサ（ＣＭＵＴ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）、ファブリペロー干渉計を用いたトランスデューサを利用できる。音響波を受信して電気信号を出力できる限り、いかなるトランスデューサを採用してもよい。光音響波を構成する周波数成分は、典型的には１００ＫＨｚから１００ＭＨｚであるため、これらの周波数を検出可能なトランスデューサを用いることが好ましい。 (Receiver 120)
The receiving unit 120 includes a transducer that outputs an electrical signal by receiving an acoustic wave, and a support that supports the transducer. As a member constituting the transducer, a piezoelectric ceramic material typified by PZT (lead zirconate titanate) or a polymer piezoelectric film material typified by PVDF (polyvinylidene fluoride) can be used. In addition to the piezoelectric element, for example, a capacitive transducer (CMUT: Capacitive Micro-machined Ultrasonic Transducers) or a transducer using a Fabry-Perot interferometer can be used. Any transducer may be employed as long as it can receive an acoustic wave and output an electrical signal. Since the frequency component constituting the photoacoustic wave is typically 100 KHz to 100 MHz, it is preferable to use a transducer capable of detecting these frequencies.

トランスデューサにより得られる信号は時間分解信号である。つまり、トランスデューサにより得られる信号の振幅は、各時刻にトランスデューサで受信される音圧に基づく値（例えば、音圧に比例した値）を表したものである。
支持体は、１Ｄアレイ、１．５Ｄアレイ、１．７５Ｄアレイ、２Ｄアレイと呼ばれるような平面又は曲面内に、複数のトランスデューサを並べて配置してもよい。
また、受信部１２０が、トランスデューサから出力される時系列のアナログ信号を増幅する増幅器を備えてもよい。また、受信部１２０が、トランスデューサから出力される時
系列のアナログ信号を時系列のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えてもよい。すなわち、受信部１２０が後述する信号収集部１４０を備えてもよい。 The signal obtained by the transducer is a time-resolved signal. That is, the amplitude of the signal obtained by the transducer represents a value based on the sound pressure received by the transducer at each time (for example, a value proportional to the sound pressure).
The support may have a plurality of transducers arranged side by side in a plane or curved surface called a 1D array, 1.5D array, 1.75D array, or 2D array.
The receiving unit 120 may include an amplifier that amplifies a time-series analog signal output from the transducer. The receiving unit 120 may include an A / D converter that converts a time-series analog signal output from the transducer into a time-series digital signal. That is, the receiving unit 120 may include a signal collecting unit 140 described later.

複数のトランスデューサを用いる場合、理想的には、被検体１００を全周囲から囲むようなトランスデューサ配置が好ましい。ただし、被検体１００が大きい場合、全周囲を囲むようなトランスデューサ配置は不可能である。その場合は、半球状の支持体上にトランスデューサを配置することで、被検体１００から多くの方向に伝搬する音響波を受信できる。なお、トランスデューサの配置や数及び支持体の形状は被検体に応じて最適化すればよく、上記の記載に限定されない。   When a plurality of transducers are used, ideally, a transducer arrangement that surrounds the subject 100 from the entire circumference is preferable. However, when the subject 100 is large, it is impossible to arrange the transducer so as to surround the entire periphery. In that case, an acoustic wave propagating in many directions from the subject 100 can be received by arranging the transducer on the hemispherical support. Note that the arrangement and number of transducers and the shape of the support may be optimized according to the subject, and are not limited to the above description.

受信部１２０と被検体１００との間の空間に、両者を音響的に整合させる媒質を配置してもよい。この媒質には、被検体１００やトランスデューサとの界面において音響特性が整合し、できるだけ光音響波の透過率が高い材料を採用する。媒質として例えば、水、油、超音波ジェルなどを採用できる。   A medium for acoustically matching the two may be disposed in the space between the receiving unit 120 and the subject 100. For this medium, a material having acoustic characteristics matching at the interface with the subject 100 and the transducer and having a photoacoustic wave transmittance as high as possible is adopted. For example, water, oil, ultrasonic gel or the like can be used as the medium.

また、本実施形態に係る装置が、光音響画像に加えて、音響波の送受信により超音波画像も生成する場合、トランスデューサは、音響波を送信する送信手段として機能してもよい。受信手段としてのトランスデューサと送信手段としてのトランスデューサとは、単一（共通）のトランスデューサでもよいし、別々の構成であってもよい。   Further, when the apparatus according to the present embodiment generates an ultrasonic image by transmitting and receiving an acoustic wave in addition to the photoacoustic image, the transducer may function as a transmission unit that transmits the acoustic wave. The transducer as the reception means and the transducer as the transmission means may be a single (common) transducer or may have different configurations.

（温度センサ２００）
本実施形態における温度情報取得部である、温度センサ２００について述べる。温度センサ２００は、例えばサーミスタ、熱電対、測温抵抗体などのセンサで構成できる。温度センサ２００は、動作温度条件が厳しい（上限温度が低い）光源１１１近傍に設置しても良い。また、可触部であるハウジング１８１の温度制限が厳しい（上限温度が低い）場合は、温度センサ２００をハウジング１８１に熱的に結合し実装することが望ましい。本発明の装置は、温度センサ２００の温度が決められた上限を超えないように、光量および光照射のタイミング（典型的には、繰り返し周波数）の少なくともいずれかを制御する。この光の照射に関する制御は、光源に供給する電力を制御することにより行われる。そのため、温度上昇を管理したい部分に温度センサ２００を熱的に結合し実装する必要がある。 (Temperature sensor 200)
A temperature sensor 200 that is a temperature information acquisition unit in the present embodiment will be described. The temperature sensor 200 can be composed of sensors such as a thermistor, a thermocouple, and a resistance temperature detector. The temperature sensor 200 may be installed in the vicinity of the light source 111 having severe operating temperature conditions (low maximum temperature). Further, when the temperature limit of the housing 181 that is the accessible portion is severe (the upper limit temperature is low), it is desirable that the temperature sensor 200 is thermally coupled to the housing 181 for mounting. The apparatus of the present invention controls at least one of the light amount and the timing of light irradiation (typically, the repetition frequency) so that the temperature of the temperature sensor 200 does not exceed a predetermined upper limit. This control of light irradiation is performed by controlling the power supplied to the light source. For this reason, it is necessary to thermally couple and mount the temperature sensor 200 to a portion where it is desired to manage the temperature rise.

なお、温度情報取得部として、直接的に温度を測定する温度センサ２００に代えて、光源に投入される電力量や、電力量と光の変換効率に基づき取得される発熱量や、プローブの熱容量などに基づく演算によって温度情報を取得する装置を用いてもよい。その他、所望の温度情報を取得できるものであれば、どのような方式でも構わない。   As the temperature information acquisition unit, instead of the temperature sensor 200 that directly measures the temperature, the amount of power input to the light source, the heat generation amount acquired based on the conversion efficiency between the amount of power and light, and the heat capacity of the probe A device that acquires temperature information by calculation based on the above may be used. In addition, any method may be used as long as desired temperature information can be acquired.

（信号収集部１４０）
信号収集部１４０は、受信部１２０から出力されたアナログ信号である電気信号を増幅するアンプと、アンプから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを含む。信号収集部１４０は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）チップなどで構成されてもよい。信号収集部１４０から出力されるデジタル信号は、コンピュータ１５０内の記憶部１５２に記憶される。信号収集部１４０は、Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＤＡＳ）とも呼ばれる。本明細書において電気信号は、アナログ信号もデジタル信号も含む概念である。 (Signal collection unit 140)
The signal collection unit 140 includes an amplifier that amplifies an electrical signal that is an analog signal output from the reception unit 120, and an A / D converter that converts the analog signal output from the amplifier into a digital signal. The signal collection unit 140 may be configured by an FPGA (Field Programmable Gate Array) chip or the like. The digital signal output from the signal collection unit 140 is stored in the storage unit 152 in the computer 150. The signal collection unit 140 is also referred to as a data acquisition system (DAS). In this specification, an electric signal is a concept including both an analog signal and a digital signal.

なお、信号収集部１４０は、光が光照射部１１０から射出されたことをトリガーに、同期して処理を開始してもよい。トリガーとしては、光照射部１１０の射出端１１３に取り付けられた光検出センサから出力される信号を利用できる。また、信号収集部１４０は、入力部１７０からの測定開始の指示信号を受けて、処理を開始してもよい。   Note that the signal collection unit 140 may start processing in synchronization with the light being emitted from the light irradiation unit 110 as a trigger. As the trigger, a signal output from a light detection sensor attached to the emission end 113 of the light irradiation unit 110 can be used. In addition, the signal collection unit 140 may start processing upon receiving a measurement start instruction signal from the input unit 170.

なお、プローブ１８０が、増幅器とＡＤＣ等から構成される信号収集部１４０を含んでいてもよい。すなわち、ハウジング１８１の内部に信号収集部１４０が配置されていてもよい。このような構成であれば、ハンドヘルド型のプローブ１８０とコンピュータ１５０との間の情報をデジタル信号で伝搬できるため、耐ノイズ性を向上できる。また、高速デジタル信号を用いることによって、アナログ信号を伝送する場合に比べて配線数を少なくすることが可能となり、ハンドヘルド型のプローブ１８０の操作性が向上する。   Note that the probe 180 may include a signal collection unit 140 including an amplifier and an ADC. That is, the signal collection unit 140 may be disposed inside the housing 181. With such a configuration, since information between the handheld probe 180 and the computer 150 can be propagated as a digital signal, noise resistance can be improved. Further, by using a high-speed digital signal, the number of wires can be reduced as compared with the case of transmitting an analog signal, and the operability of the handheld probe 180 is improved.

（コンピュータ１５０）
情報処理部としてのコンピュータ１５０は、演算部１５１、記憶部１５２、制御部１５３を含む。各構成の機能については処理フローの説明の際に説明する。
演算部１５１としての演算機能を担うユニットは、ＣＰＵやＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）チップ等の演算回路で構成できる。これらのユニットは、単一のプロセッサや演算回路から構成されるだけでなく、複数のプロセッサや演算回路から構成されていてもよい。演算部１５１は、入力部１７０から、被検体音速や保持部の構成などの各種パラメータを受けて、受信信号を処理してもよい。 (Computer 150)
A computer 150 serving as an information processing unit includes a calculation unit 151, a storage unit 152, and a control unit 153. The function of each component will be described when the processing flow is described.
The unit responsible for the calculation function as the calculation unit 151 is a CPU or GPU (Graphics).
It can be configured by a processor such as a processing unit) and an arithmetic circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) chip. These units are not only composed of a single processor and arithmetic circuit, but may be composed of a plurality of processors and arithmetic circuits. The computing unit 151 may process the received signal by receiving various parameters such as the subject sound speed and the configuration of the holding unit from the input unit 170.

記憶部１５２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスクやフラッシュメモリなどの非一時記憶媒体で構成することができる。また、記憶部１５２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性の媒体であってもよい。なお、プログラムが格納される記憶媒体は、非一時記憶媒体である。なお、記憶部１５２は、複数の記憶媒体から構成されていても良い。記憶部１５２は、コンピュータ１５０とオンライン接続されていても良い。記憶部１５２は、演算部１５１により生成される光音響画像データや、光音響画像データに基づいた表示画像を保存できる。   The storage unit 152 can be configured by a non-temporary storage medium such as a ROM (Read only memory), a magnetic disk, or a flash memory. Further, the storage unit 152 may be a volatile medium such as a RAM (Random Access Memory). Note that the storage medium storing the program is a non-temporary storage medium. The storage unit 152 may be composed of a plurality of storage media. The storage unit 152 may be connected online with the computer 150. The storage unit 152 can store photoacoustic image data generated by the calculation unit 151 and a display image based on the photoacoustic image data.

制御部１５３は、ＣＰＵなどの演算素子で構成される。制御部１５３は、光音響装置の各構成の動作を制御する。制御部１５３は、入力部１７０からの測定開始などの各種操作による指示信号を受けて、光音響装置の各構成を制御してもよい。また、制御部１５３は、記憶部１５２に格納されたプログラムコードを読み出し、光音響装置の各構成の作動を制御する。コンピュータ１５０は専用に設計されたワークステーションであってもよい。また、コンピュータ１５０の各構成がそれぞれ異なるハードウェアで構成され、互いに連携して動作しても良い。   The control unit 153 includes an arithmetic element such as a CPU. The control unit 153 controls the operation of each component of the photoacoustic apparatus. The control unit 153 may control each component of the photoacoustic apparatus in response to instruction signals from various operations such as measurement start from the input unit 170. In addition, the control unit 153 reads out the program code stored in the storage unit 152 and controls the operation of each component of the photoacoustic apparatus. The computer 150 may be a specially designed workstation. In addition, each configuration of the computer 150 may be configured by different hardware and operate in cooperation with each other.

温度センサ２００の出力は、アナログ信号あるいはデジタル信号で制御部１５３に入力される。温度センサ２００の出力をアナログ信号で制御部１５３に送る場合は、制御部１５３内部の不図示のＡ／Ｄ変換器によりアナログ信号をデジタル信号に変換し、制御を行うと好適である。コンピュータ１５０の制御部１５３は、光音響装置に含まれる各構成の動作を制御するとともに、温度センサが検出した温度に基づいて光照射を制御する。具体的には、光照射の繰り返し周波数と照射光量が制御される。また、後述する各実施形態では、光照射の制御において、速度センサが検出した速さや圧力センサが検出した押し付け力が用いられる。   The output of the temperature sensor 200 is input to the control unit 153 as an analog signal or a digital signal. When the output of the temperature sensor 200 is sent to the control unit 153 as an analog signal, it is preferable that the analog signal is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown) inside the control unit 153 to perform control. The control unit 153 of the computer 150 controls the operation of each component included in the photoacoustic apparatus and controls light irradiation based on the temperature detected by the temperature sensor. Specifically, the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light are controlled. In each embodiment described later, the speed detected by the speed sensor and the pressing force detected by the pressure sensor are used in the light irradiation control.

図３は、本実施形態に係るコンピュータ１５０の具体的な構成例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１５０は、ＣＰＵ１５４、ＧＰＵ１５５、ＲＡＭ１５６、ＲＯＭ１５７、外部記憶装置１５８から構成される。また、コンピュータ１５０には、表示部１６０としての液晶ディスプレイ１６１、入力部１７０としてのマウス１７１、キーボード１７２が接続されている。   FIG. 3 shows a specific configuration example of the computer 150 according to the present embodiment. A computer 150 according to this embodiment includes a CPU 154, a GPU 155, a RAM 156, a ROM 157, and an external storage device 158. In addition, a liquid crystal display 161 as a display unit 160, a mouse 171 and a keyboard 172 as input units 170 are connected to the computer 150.

また、コンピュータ１５０および受信部１２０は、共通の筺体（ハウジング）に収められた構成でもよい。この場合、光音響プローブはスタンドアローンで光音響装置として利
用可能である。また、筺体に収められたコンピュータで一部の信号処理を行い、残りの信号処理を筺体の外部に設けられたコンピュータで行ってもよい。この場合、筺体の内部および外部に設けられたコンピュータを総称して、本実施形態に係るコンピュータと呼ぶ。すなわち、コンピュータを構成するハードウェアが一つの筺体に収められていなくてもよい。 Further, the computer 150 and the receiving unit 120 may be configured to be housed in a common housing (housing). In this case, the photoacoustic probe can be used as a stand-alone photoacoustic apparatus. Alternatively, a part of signal processing may be performed by a computer housed in a housing, and the rest of the signal processing may be performed by a computer provided outside the housing. In this case, computers provided inside and outside the housing are collectively referred to as a computer according to the present embodiment. That is, the hardware constituting the computer may not be housed in a single housing.

（表示部１６０）
表示部１６０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などのディスプレイである。表示部１６０は、コンピュータ１５０により得られた被検体情報等に基づく画像や特定位置の数値等を表示する装置である。表示部１６０は、画像や装置を操作するためのＧＵＩを表示してもよい。なお、被検体情報の表示にあたっては、表示部１６０またはコンピュータ１５０において画像処理（輝度値の調整等）を行った上で表示することもできる。 (Display unit 160)
The display unit 160 is a display such as a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence). The display unit 160 is an apparatus that displays an image based on subject information obtained by the computer 150, a numerical value at a specific position, and the like. The display unit 160 may display an image or a GUI for operating the device. Note that the subject information can be displayed after image processing (such as adjustment of luminance values) is performed on the display unit 160 or the computer 150.

（入力部１７０）
入力部１７０としては、ユーザーが操作可能な、マウスやキーボードなどで構成される操作コンソールを使用できる。また、表示部１６０をタッチパネルで構成し、表示部１６０を入力部１７０として利用してもよい。 (Input unit 170)
As the input unit 170, an operation console composed of a mouse, a keyboard, and the like that can be operated by the user can be used. The display unit 160 may be configured with a touch panel, and the display unit 160 may be used as the input unit 170.

なお、光音響装置の各構成はそれぞれ別の装置として構成されてもよいし、一体となった１つの装置として構成されてもよい。また、光音響装置の少なくとも一部の構成が一体となった１つの装置として構成されてもよい。   In addition, each structure of a photoacoustic apparatus may be comprised as a respectively different apparatus, and may be comprised as one apparatus united. Moreover, you may comprise as one apparatus with which at least one part structure of the photoacoustic apparatus was united.

（電源部１９０）
電源部１９０は、電力を発生する電源である。電源部１９０は、光照射部１１０のドライバ回路１１４に電力を供給する。電源部１９０から供給された電力がドライバ回路１１４及び光源１１１等で消費されると、光と共に熱が発生する。電源部１９０には、ＤＣ電源、一次電池、二次電池など、あらゆる電池を利用できる。電源部１９０が電池で構成されることにより、プローブ１８０に電源部１９０を省スペースに収めることができる。なお、ドライバ回路１１４及び電源部１９０は、コンピュータ１５０内の制御部１５３により制御されてもよい。また、プローブ１８０が、電源部１９０及びドライバ回路１１４を制御する制御部を有していてもよい。 (Power supply unit 190)
The power supply unit 190 is a power supply that generates electric power. The power supply unit 190 supplies power to the driver circuit 114 of the light irradiation unit 110. When the power supplied from the power supply unit 190 is consumed by the driver circuit 114, the light source 111, and the like, heat is generated together with the light. As the power supply unit 190, any battery such as a DC power supply, a primary battery, and a secondary battery can be used. Since the power supply unit 190 is formed of a battery, the power supply unit 190 can be stored in the probe 180 in a space-saving manner. Note that the driver circuit 114 and the power supply unit 190 may be controlled by the control unit 153 in the computer 150. Further, the probe 180 may include a control unit that controls the power supply unit 190 and the driver circuit 114.

（被検体１００）
被検体１００は光音響装置を構成するものではないが、以下に説明する。本実施形態に係る光音響装置は、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目的として使用できる。よって、被検体１００としては、生体、具体的には人体や動物の***や各臓器、血管網、頭部、頸部、腹部、手指および足指を含む四肢などの診断の対象部位が想定される。例えば、人体が測定対象であれば、オキシヘモグロビンあるいはデオキシヘモグロビンやそれらを含む多く含む血管あるいは腫瘍の近傍に形成される新生血管などを光吸収体の対象としてもよい。また、頸動脈壁のプラークなどを光吸収体の対象としてもよい。また、メチレンブルー（ＭＢ）、インドシニアングリーン（ＩＣＧ）などの色素、金微粒子、またはそれらを集積あるいは化学的に修飾した外部から導入した物質を光吸収体としてもよい。また、穿刺針や穿刺針に付された光吸収体を観察対象としてもよい。 (Subject 100)
The subject 100 does not constitute a photoacoustic apparatus, but will be described below. The photoacoustic apparatus according to the present embodiment can be used for the purpose of diagnosing malignant tumors, vascular diseases, etc. of humans and animals, and monitoring the progress of chemical treatment. Therefore, the subject 100 is assumed to be a target site for diagnosis such as a living body, specifically breasts of human bodies or animals, each organ, blood vessel network, head, neck, abdomen, extremities including fingers and toes. The For example, if the human body is a measurement target, oxyhemoglobin or deoxyhemoglobin, a blood vessel containing many of them, or a new blood vessel formed in the vicinity of a tumor may be used as a light absorber. Further, a plaque of the carotid artery wall or the like may be a target of the light absorber. In addition, a dye such as methylene blue (MB) or indocyanine green (ICG), gold fine particles, or a substance introduced from the outside, which is accumulated or chemically modified, may be used as the light absorber. Moreover, it is good also considering the light absorber attached | subjected to the puncture needle and the puncture needle as an observation object.

（光源の制御方法と単位時間当たりの発熱量）
図４は、本実施形態に係る光源の制御方法と単位時間当たりの発熱量を説明するためのタイミングチャートである。図４は、照射光の発光、光音響波の受信、画像データの生成、及び画像データの表示の各タイミングを示している。「発光」のタイミングチャートに
おける縦軸は照射光量を示す。なお、図４において照射光量は、光源１１１に供給される電力に比例した値を仮定している。 (Light source control method and calorific value per unit time)
FIG. 4 is a timing chart for explaining the light source control method and the heat generation amount per unit time according to the present embodiment. FIG. 4 shows respective timings of emission of emitted light, reception of photoacoustic waves, generation of image data, and display of image data. The vertical axis in the “light emission” timing chart indicates the amount of irradiation light. In FIG. 4, the irradiation light amount is assumed to be a value proportional to the power supplied to the light source 111.

図４（ａ）において、画像表示のリフレッシュ周波数は、ハンドヘルド型プローブの通常の動きに対して追従した表示が可能である２０［Ｈｚ］としている。図４（ａ）においては、画像表示のリフレッシュ周波数と光照射の繰り返し周波数は一致している。   In FIG. 4A, the refresh frequency of the image display is set to 20 [Hz] that enables display following the normal movement of the handheld probe. In FIG. 4A, the refresh frequency of image display and the repetition frequency of light irradiation are the same.

図４（ａ）の「発光」に示すタイミングで、制御部１５３は、光量設定値を０．０１［Ｊ］をドライバ回路１１４に設定し、かつ、ドライバ回路１１４に発光タイミング信号を０．０５秒間隔で出力する。ドライバ回路１１４は、制御部１５３からの発光タイミング信号と光量設定値の情報に従って、光源１１１を駆動する。   At the timing indicated by “light emission” in FIG. 4A, the control unit 153 sets the light amount setting value to 0.01 [J] in the driver circuit 114, and sets the light emission timing signal to the driver circuit 114 to 0.05. Output in seconds. The driver circuit 114 drives the light source 111 in accordance with the light emission timing signal and the light amount setting value information from the control unit 153.

そして、受信部１２０は、図４（ａ）の「受信」に示すタイミングで、光源１１１からの光に起因して生じる光音響波を受信する。演算部１５１は、図４（ａ）の「画像生成」に示すタイミングで、受信部１２０が出力した信号を基に再構成処理を行い、画像データを生成する。そして、制御部１５３は、表示部１６０に画像データを送信し、表示部１６０に画像データに基づいた画像を表示させる。表示部１６０は、図４（ａ）の「画像表示」に示す期間、画像データに基づいた画像を表示する。   And the receiving part 120 receives the photoacoustic wave resulting from the light from the light source 111 at the timing shown to "reception" of Fig.4 (a). The computing unit 151 performs reconstruction processing based on the signal output from the receiving unit 120 at the timing shown in “image generation” in FIG. 4A to generate image data. Then, the control unit 153 transmits the image data to the display unit 160 and causes the display unit 160 to display an image based on the image data. The display unit 160 displays an image based on the image data for the period indicated by “image display” in FIG.

図４（ａ）に示すタイミングチャートにおいては、まず画像１を０．０５秒間表示し、次に画像２を０．０５秒表示している。以上の工程を繰り返し、０．０５秒毎に新しい画像データに基づいた画像の表示を更新する。前述したように、ハンドヘルド型プローブの単位時間当たりの発熱量は、光の光量と光照射の繰り返し周波数で決定される。図４（ａ）の場合は、供給電力に対する光の変換効率を１０［％］と仮定し、照射光量を０．０１［Ｊ］とすると、光源１１１の単位時間当たりの発熱量は、０．０９［Ｊ］×（１／０．０５）＝１．８［Ｗ］となる。   In the timing chart shown in FIG. 4A, first, image 1 is displayed for 0.05 seconds, and then image 2 is displayed for 0.05 seconds. The above steps are repeated to update the image display based on new image data every 0.05 seconds. As described above, the heat generation amount per unit time of the handheld probe is determined by the light amount and the repetition frequency of light irradiation. In the case of FIG. 4A, assuming that the light conversion efficiency with respect to the supplied power is 10 [%] and the irradiation light quantity is 0.01 [J], the heat generation amount per unit time of the light source 111 is 0. 09 [J] × (1 / 0.05) = 1.8 [W].

図４（ｂ）は、図４（ａ）と比較して、光照射の繰り返し周波数が同じであるが、光量が異なるタイミングチャートである。図４（ｂ）の繰り返し周波数は図４（ａ）と同じく２０［Ｈｚ］であり、０．０５秒周期で光が照射される。また、表示画像の更新も、０．０５秒毎であるので、追従性も図４（ａ）と同等である。一方、図４（ｂ）における照射光量は、０．００５［Ｊ］、すなわち図４（ａ）の半分に設定されている。このような設定により、光源１１１の単位時間当たりの発熱量は、０．９［Ｗ］に低下している。   FIG. 4B is a timing chart in which the light irradiation repetition frequency is the same but the amount of light is different compared to FIG. The repetition frequency of FIG. 4B is 20 [Hz] as in FIG. 4A, and light is irradiated at a cycle of 0.05 seconds. Further, since the display image is updated every 0.05 seconds, the followability is equivalent to that shown in FIG. On the other hand, the irradiation light quantity in FIG. 4B is set to 0.005 [J], that is, half of that in FIG. With this setting, the heat generation amount per unit time of the light source 111 is reduced to 0.9 [W].

図４（ｃ）は、図４（ａ）と比較して、光量が同じであるが、光照射の繰り返し周波数が異なるタイミングチャートである。図４（ｃ）の照射光量は図４（ａ）と同じく０．０１［Ｊ］である。そのため、得られた再構成画像各々のＳ／Ｎ比は、図４（ａ）で得られた再構成画像と同等である。一方、図４（ｃ）における光照射の繰り返し周波数は、１０［Ｈｚ］、すなわち、０．１秒周期であり、光照射の繰り返しの周期（発光周期）は図４（ａ）の２倍である。このような設定により、光源１１１の単位時間当たりの発熱量は、０．９［Ｗ］に低下している。   FIG. 4C is a timing chart in which the amount of light is the same but the repetition frequency of light irradiation is different from that in FIG. The irradiation light quantity of FIG.4 (c) is 0.01 [J] like FIG.4 (a). Therefore, the S / N ratio of each obtained reconstructed image is equivalent to the reconstructed image obtained in FIG. On the other hand, the repetition frequency of light irradiation in FIG. 4C is 10 [Hz], that is, a period of 0.1 second, and the repetition period (light emission period) of light irradiation is twice that of FIG. is there. With this setting, the heat generation amount per unit time of the light source 111 is reduced to 0.9 [W].

以上説明したように、光照射を繰り返し行う光源１１１の単位時間当たりの発熱量は、光照射の繰り返し周波数と照射光量により制御できることがわかる。   As described above, it can be seen that the amount of heat generated per unit time of the light source 111 that repeatedly performs light irradiation can be controlled by the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light.

（保護モード）
本発明は、温度センサ２００が検出した温度に基づいて、繰り返し周波数と照射光量という２つの条件を最適に制御する方法を提供する。具体的には、本発明のコンピュータは、温度センサによる検出温度が許容値を超えた場合、光源の発光を抑制してプローブ１８０内部の電子素子の温度上昇を防止し電子素子の熱破壊を防止する。また、ハウジング１
８１の温度上昇を抑え、患者やユーザーに不快感を与えることを防止する。 (Protection mode)
The present invention provides a method for optimally controlling the two conditions of the repetition frequency and the amount of irradiation light based on the temperature detected by the temperature sensor 200. Specifically, when the temperature detected by the temperature sensor exceeds an allowable value, the computer of the present invention suppresses light emission of the light source to prevent the temperature rise of the electronic element inside the probe 180 and prevent thermal destruction of the electronic element. To do. The housing 1
The temperature rise of 81 is suppressed, and discomfort to the patient and user is prevented.

本発明の第１の実施形態では、まず、ユーザーは入力部１７０を用いて、プローブ１８０の温度上昇を防止するための保護モードを、複数のモードから指定する。例えば、「ノーマル保護モード」「追従優先保護モード」「画質優先保護モード」を選択できるように、表示部１６０にアイコン等を表示し、マウス１７１やキーボード１７２で選択できるようにすると良い。また、測定の度に選択する手間を省くために、被検体や撮像モード等によりデフォルトの保護モードを決めておいてもよい。その場合、ユーザー入力部１７０を用いたデフォルトの保護モードからの変更を可能にすることが好ましい。第１の実施形態では保護モードを３つとしたが、保護モードの数はこれに限定されず、１つまたは２つであっても良いし、４つ以上であっても良い。   In the first embodiment of the present invention, first, the user uses the input unit 170 to designate a protection mode for preventing a temperature rise of the probe 180 from a plurality of modes. For example, an icon or the like may be displayed on the display unit 160 so that the “normal protection mode”, “follow-up priority protection mode”, and “image quality priority protection mode” can be selected, and can be selected with the mouse 171 or the keyboard 172. In addition, in order to save the time and effort of selecting each measurement, a default protection mode may be determined according to the subject and the imaging mode. In that case, it is preferable to enable a change from the default protection mode using the user input unit 170. Although the number of protection modes is three in the first embodiment, the number of protection modes is not limited to this, and may be one or two, or may be four or more.

「追従優先保護モード」は、画像表示のリフレッシュ周波数（すなわち光照射の繰り返し周波数）を下げないような保護モードである。「画質優先保護モード」は、再構成画像各々のＳ／Ｎを劣化しないように維持する保護モードである。「ノーマル保護モード」は、追従性と画質（Ｓ／Ｎ）とのバランスを取った保護モードである。以下、各保護モードの動作を説明する。   The “follow-up priority protection mode” is a protection mode in which the image display refresh frequency (that is, the light irradiation repetition frequency) is not lowered. The “image quality priority protection mode” is a protection mode for maintaining the S / N of each reconstructed image so as not to deteriorate. The “normal protection mode” is a protection mode in which followability and image quality (S / N) are balanced. Hereinafter, the operation in each protection mode will be described.

「追従優先保護モード」では、プローブ１８０の温度が上昇した際、光照射の繰り返し周波数を下げる前に、照射光量を下げる制御を行い、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げる。あるいは、プローブ１８０の温度が上昇した際、光照射の繰り返し周波数を下げる量より大きく照射光量を下げる制御を行い、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げる。このように制御することにより、温度上昇幅が小さい場合、画像表示のリフレッシュ周波数（すなわち光照射の繰り返し周波数）が低下しないため、追従性の良い再構成画像を得ることができる。   In the “follow-up priority protection mode”, when the temperature of the probe 180 rises, before the light irradiation repetition frequency is lowered, control is performed to lower the amount of irradiation light, and the heat generation amount per unit time of the light source 111 is reduced. Alternatively, when the temperature of the probe 180 rises, the amount of irradiation light is controlled to be larger than the amount of decrease in the light irradiation repetition frequency, and the heat generation amount per unit time of the light source 111 is reduced. By controlling in this way, when the temperature rise width is small, the refresh frequency of the image display (that is, the repetition frequency of light irradiation) does not decrease, so that a reconstructed image with good followability can be obtained.

「画質優先保護モード」では、プローブ１８０の温度が上昇した際、照射光量を下げる前に、光照射の繰り返し周波数を下げる制御を行い、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げる。あるいは、プローブ１８０の温度が上昇した際、照射光量を下げる量より大きく光照射の繰り返し周波数を下げる制御を行い、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げる。このように制御することにより、温度上昇幅が小さい場合、照射光量を下げないため、Ｓ／Ｎの良い再構成画像を得ることができる。   In the “image quality priority protection mode”, when the temperature of the probe 180 rises, before the amount of irradiation light is reduced, control for lowering the repetition frequency of light irradiation is performed to reduce the heat generation amount per unit time of the light source 111. Alternatively, when the temperature of the probe 180 rises, control is performed to lower the repetition frequency of light irradiation larger than the amount to decrease the irradiation light amount, and the heat generation amount per unit time of the light source 111 is decreased. By controlling in this way, when the temperature rise width is small, the amount of irradiation light is not reduced, and thus a reconstructed image with a good S / N can be obtained.

「ノーマル保護モード」では、画質と追従性のバランスを取った制御が行われる。すなわち、プローブ１８０の温度が上昇した際、照射光量と光照射の繰り返し周波数の両方をバランスよく下げる制御を行い、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げる。例えば、デフォルトの光照射の繰り返し周波数が十分高ければ、光照射の繰り返し周波数を先行して下げても良いし、デフォルトの照射光量が大きければ、照射光量を先行して下げても良い。「ノーマル保護モード」では、ユーザーが再構成画像を観察した際、画質（Ｓ／Ｎ）と追従性の劣化を感じないように制御する。このように制御することにより、画質と追従性の両方をバランスよく低下させつつ、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を抑えることができる。   In the “normal protection mode”, control is performed that balances image quality and followability. That is, when the temperature of the probe 180 rises, control is performed to reduce both the irradiation light amount and the light irradiation repetition frequency in a well-balanced manner, and the heat generation amount per unit time of the light source 111 is reduced. For example, if the repetition frequency of the default light irradiation is sufficiently high, the repetition frequency of the light irradiation may be decreased in advance, and if the default irradiation light amount is large, the irradiation light amount may be decreased in advance. In the “normal protection mode”, control is performed so that when the user observes the reconstructed image, the image quality (S / N) and the followability are not deteriorated. By controlling in this way, it is possible to suppress the heat generation amount per unit time of the light source 111 while reducing both image quality and followability in a well-balanced manner.

なお、ノーマル保護モードにおける制御は１種類に限定されない。例えば、光量制御と繰り返し周波数制御のそれぞれが発熱の抑制に寄与する比率を、ユーザーに指定させても良い。ユーザーによる比率指定の際には、表示部に表示されるスライドバー等のＵＩや、可変抵抗等を用いた物理的なツマミを用いることができる。   Note that the control in the normal protection mode is not limited to one type. For example, the user may designate the ratio at which each of the light amount control and the repetition frequency control contributes to suppression of heat generation. When the ratio is designated by the user, a UI such as a slide bar displayed on the display unit or a physical knob using a variable resistor or the like can be used.

（制御フロー）
次に、図５のフローチャートを用いて、各保護モードの制御の内容を具体的に説明する
。
（ステップＳ１００）初めに、ユーザーが保護モードを指定し、撮像を開始する。この時、デフォルトの光照射の繰り返し周波数・光量が用いられる。なお、デフォルトの保護モードがある場合、ユーザーの指示は必ずしも必要ない。 (Control flow)
Next, the contents of control in each protection mode will be described specifically with reference to the flowchart of FIG.
(Step S100) First, the user designates the protection mode and starts imaging. At this time, the default repetition frequency and light amount of light irradiation are used. Note that when there is a default protection mode, the user's instruction is not necessarily required.

（ステップＳ１０１）次に、コンピュータは、温度センサ２００が検出した温度（以降、単に温度センサ２００の温度とも記す）が、閾値Ｔ３より大きい値（第３の閾値より大きい値）であるか、それとも閾値Ｔ３以下であるかを判断する。閾値Ｔ３は、この閾値を超えた場合は即時に光源１１１の発光を停止しなくてはならない、上限の閾値である。ここでは、閾値Ｔ３を６０°Ｃとする。もし、ステップＳ１０１において、温度センサ２００の温度が閾値Ｔ３より大きいと判断された場合、ステップＳ１４０に動作が移り、光源１１１の発光を停止し、再構成画像の取得（撮像）も中止する。そして、表示部１６０に「プローブ温度上昇のため撮像を中止しました」等のメッセージを表示する。またビープ音を組み合わせた通知を行っても良い（ステップＳ１４１）。そして、撮像を中断する。   (Step S101) Next, the computer determines whether the temperature detected by the temperature sensor 200 (hereinafter also simply referred to as the temperature of the temperature sensor 200) is a value greater than the threshold T3 (a value greater than the third threshold), or It is determined whether or not the threshold value is T3 or less. The threshold value T3 is an upper limit threshold value that must immediately stop the light emission of the light source 111 when the threshold value is exceeded. Here, the threshold T3 is set to 60 ° C. If it is determined in step S101 that the temperature of the temperature sensor 200 is higher than the threshold value T3, the operation moves to step S140, the light emission of the light source 111 is stopped, and the acquisition (imaging) of the reconstructed image is also stopped. Then, a message such as “Imaging has been stopped due to a probe temperature rise” is displayed on the display unit 160. Moreover, you may perform the notification which combined the beep sound (step S141). Then, the imaging is interrupted.

（ステップＳ１０２）一方、ステップ１０１で温度センサ２００の温度が閾値Ｔ３以下であると判断されると、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、コンピュータは、温度センサ２００の温度が閾値Ｔ１以下の値（第１の閾値以下の値）であるか、それとも閾値Ｔ１より大きいかを判断する。閾値Ｔ１は、プローブ１８０の温度がある程度高いため、光源１１１の発熱を抑える必要がある温度とする。ここでは、閾値Ｔ１を４０°Ｃとする。ステップＳ１０２で温度センサ２００の温度が閾値Ｔ１以下だと判断されれば、プローブ１８０の温度は十分低く、デフォルトの光照射の繰り返し周波数・光量であっても問題ないので、光照射の繰り返し周波数・光量を変更すること無くステップＳ１０４に進む。   (Step S102) On the other hand, if it is determined in Step 101 that the temperature of the temperature sensor 200 is equal to or lower than the threshold value T3, the process proceeds to Step S102. In step S102, the computer determines whether the temperature of the temperature sensor 200 is a value equal to or lower than the threshold T1 (a value equal to or lower than the first threshold) or greater than the threshold T1. The threshold value T1 is a temperature at which the heat generation of the light source 111 needs to be suppressed because the temperature of the probe 180 is somewhat high. Here, the threshold T1 is 40 ° C. If it is determined in step S102 that the temperature of the temperature sensor 200 is equal to or lower than the threshold value T1, the temperature of the probe 180 is sufficiently low and there is no problem with the default light irradiation repetition frequency / light quantity. The process proceeds to step S104 without changing the amount of light.

そして、ステップＳ１０４において、光パルスを照射し、対応する光音響波を受信し再構成画像を生成し、表示部１６０に表示する。なお、Ｓ１０４において、通知部を用いて、動作中の保護モードが何であるかを示す情報や、現時点での光量や繰り返し周波数を示す情報をユーザーに通知しても良い。通知部としては、表示部１６０を用いても良いし、音声出力装置（不図示）を用いても良い。   In step S <b> 104, a light pulse is emitted, a corresponding photoacoustic wave is received, a reconstructed image is generated, and displayed on the display unit 160. In S104, the notification unit may be used to notify the user of information indicating what the current protection mode is and information indicating the current light amount and repetition frequency. As the notification unit, the display unit 160 may be used, or an audio output device (not shown) may be used.

（ステップＳ１０３）一方、ステップＳ１０２で温度センサ２００の温度が閾値Ｔ１より大きいと判断されれば、プローブ１８０の温度がある程度高いことが分かる。そのため、次のステップＳ１０３に移り、現在の保護モードがどの保護モードかを判断する。   (Step S103) On the other hand, if it is determined in Step S102 that the temperature of the temperature sensor 200 is higher than the threshold value T1, it is found that the temperature of the probe 180 is high to some extent. Therefore, the process proceeds to the next step S103 to determine which protection mode is the current protection mode.

（ステップＳ１１０〜Ｓ１１２）ステップＳ１０３において、「追従優先保護モード」が選択されていると判断された場合、ステップＳ１１０に動作が移る。ステップＳ１１０では、制御部は、光源１１１から放出される単位時間当たりの発熱量を制限するため、光源１１１の光量を下げる。   (Steps S110 to S112) In Step S103, when it is determined that the “following priority protection mode” is selected, the operation proceeds to Step S110. In step S <b> 110, the control unit reduces the light amount of the light source 111 in order to limit the amount of heat generated per unit time emitted from the light source 111.

次のステップＳ１１１では、温度センサ２００の温度が、閾値Ｔ２以上の値（第２の閾値以上の値）であるか、それとも閾値Ｔ２より小さいかを判断する。閾値Ｔ２は、閾値Ｔ３とＴ１の間の温度で選ばれる。ここでは、閾値Ｔ２を５０°Ｃとする。温度センサ２００の温度が閾値Ｔ２より小さい場合、光量を低下させることによって温度低減効果が十分に得られたと言えるので、ステップＳ１０４に進む。   In the next step S111, it is determined whether the temperature of the temperature sensor 200 is a value equal to or higher than the threshold value T2 (a value equal to or higher than the second threshold value) or smaller than the threshold value T2. The threshold T2 is selected at a temperature between the thresholds T3 and T1. Here, the threshold T2 is set to 50 ° C. If the temperature of the temperature sensor 200 is smaller than the threshold value T2, it can be said that a sufficient temperature reduction effect has been obtained by reducing the amount of light, and the process proceeds to step S104.

一方、ステップＳ１１１で温度センサ２００の温度が閾値Ｔ２以上であると判断されれば、光量の低下だけでは十分な温度低減効果が得られなかったと言える。そこで、ステップＳ１１２に進み、光源１１１から放出される単位時間当たりの発熱量を制限するため、光照射の繰り返し周波数を下げる（発光周期を長くする）。このように光照射の繰り返し
周波数と照射光量を決定し、次のステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では，決定された繰り返し周波数と光量で光パルスを照射して、光音響信号を受信し再構成画像を生成し表示する。 On the other hand, if it is determined in step S111 that the temperature of the temperature sensor 200 is equal to or higher than the threshold value T2, it can be said that a sufficient temperature reduction effect cannot be obtained only by reducing the amount of light. Accordingly, the process proceeds to step S112, and the light irradiation repetition frequency is lowered (the light emission period is lengthened) in order to limit the amount of heat generated per unit time emitted from the light source 111. Thus, the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light are determined, and the process proceeds to the next step S104. In step S104, a light pulse is irradiated with the determined repetition frequency and light amount, a photoacoustic signal is received, and a reconstructed image is generated and displayed.

なお、ステップＳ１１２での処理は、繰り返し周波数の低下には限定されない。例えば、追従優先保護モードにおいては、あくまでも照射光量低下処理のみによって発熱量を下げるような制御を行っても良い。後述する、画質優先保護モードに関わるステップＳ１３２においても同様に、あくまでも繰り返し周波数低下のみによって発熱量を下げても良い。
さらに言えば、閾値Ｔ２や閾値Ｔ３を用いた判断は、必ずしも必須ではなく、図５のフローよりも単純な処理フローを採用しても良い。例えば、コンピュータが、温度センサ２００の温度が閾値Ｔ１より大きいか、それとも閾値Ｔ１以下であるかを判断し、閾値Ｔ１より大きい場合には、閾値Ｔ１以下になるまで光量または繰り返し周波数を低下させるという処理フローである。 Note that the process in step S112 is not limited to a decrease in repetition frequency. For example, in the follow-up priority protection mode, control may be performed to reduce the heat generation amount only by the irradiation light amount reduction process. Similarly, in step S132 related to the image quality priority protection mode, which will be described later, the amount of generated heat may be reduced only by repeatedly reducing the frequency.
Furthermore, the determination using the threshold value T2 or the threshold value T3 is not necessarily essential, and a simple processing flow may be adopted rather than the flow of FIG. For example, the computer determines whether the temperature of the temperature sensor 200 is higher than the threshold value T1 or lower than the threshold value T1, and if it is higher than the threshold value T1, the light amount or the repetition frequency is reduced until the threshold value T1 or lower. It is a processing flow.

ステップＳ１１０からステップＳ１１２における光照射の繰り返し周波数と照射光量の決定方法を、図６のグラフを基にさらに具体的に説明する。図６（ａ）は、温度センサの温度に応じた照射光量の制御を示したグラフである。横軸は温度センサの温度、縦軸はデフォルトの光量（１００％）に対する、ステップＳ１０４で照射される光量の強度比を示す。例えば、デフォルトの光量が０．０１［Ｊ］であり、温度センサの温度が５０°Ｃの場合、光量５０［％］、すなわち０．００５［Ｊ］に設定される。また、５０°Ｃを超えた温度では、実線で示したように光量を維持しても良いし、点線（符号ａ）のように光量を減少させても良い。   The determination method of the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light in steps S110 to S112 will be described more specifically based on the graph of FIG. FIG. 6A is a graph showing the control of the amount of irradiation light according to the temperature of the temperature sensor. The horizontal axis indicates the temperature of the temperature sensor, and the vertical axis indicates the intensity ratio of the light amount irradiated in step S104 to the default light amount (100%). For example, when the default light amount is 0.01 [J] and the temperature of the temperature sensor is 50 ° C., the light amount is set to 50 [%], that is, 0.005 [J]. Further, at a temperature exceeding 50 ° C., the light amount may be maintained as indicated by a solid line, or the light amount may be decreased as indicated by a dotted line (reference symbol a).

図６（ｂ）は、温度センサの温度に応じた光照射の繰り返し周波数の制御を示したグラフである。横軸は温度センサの温度、縦軸はデフォルトの光照射の繰り返し周波数（１００％）に対する、ステップＳ１０４で光が照射されるときの繰り返し周波数の比率を示す。例えば、デフォルトの繰り返し周波数が２０［Ｈｚ］である場合、温度センサの温度が６０°Ｃであれば、実際の繰り返し周波数は５０％、すなわち１０［Ｈｚ］に減少する。   FIG. 6B is a graph showing control of the repetition frequency of light irradiation according to the temperature of the temperature sensor. The horizontal axis indicates the temperature of the temperature sensor, and the vertical axis indicates the ratio of the repetition frequency when light is irradiated in step S104 to the default repetition frequency (100%) of light irradiation. For example, when the default repetition frequency is 20 [Hz] and the temperature of the temperature sensor is 60 ° C., the actual repetition frequency is reduced to 50%, that is, 10 [Hz].

図６のような制御によって、温度センサの温度が高い場合でも、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げることが可能となり、プローブ１８０の温度を下げることができる。図６の例では、発熱量低下に関して、光量抑制の寄与度が、繰り返し周波数低下の寄与度よりも大きい。なお、図６におけるデフォルト光量と実際の照射光量の比率や、デフォルトの繰り返し周波数と実際の繰り返し周波数の比率は一例に過ぎず、他の値を用いてもかまわない。   By the control as shown in FIG. 6, even when the temperature of the temperature sensor is high, the amount of heat generated per unit time of the light source 111 can be lowered, and the temperature of the probe 180 can be lowered. In the example of FIG. 6, the contribution of the light amount suppression is greater than the contribution of the repetition frequency reduction with respect to the heat generation amount reduction. Note that the ratio between the default light amount and the actual irradiation light amount and the ratio between the default repetition frequency and the actual repetition frequency in FIG. 6 are merely examples, and other values may be used.

以上の説明では閾値Ｔ１、Ｔ２，Ｔ３に基づいて判断し制御するフローを説明した。このようなフローでは、光量や光照射の繰り返し周波数を数式で容易に定義できるので、制御プログラムの容量を小さくできる。ただし、図６に示した特性を変換テーブルとして記憶部に保持しておき、温度に基づいて変換テーブルを参照して光量や光照射の繰り返し周波数を決定してもよい。   In the above description, the flow of determining and controlling based on the threshold values T1, T2, and T3 has been described. In such a flow, the amount of light and the repetition frequency of light irradiation can be easily defined by mathematical expressions, so that the capacity of the control program can be reduced. However, the characteristics shown in FIG. 6 may be held in the storage unit as a conversion table, and the light amount and the repetition frequency of light irradiation may be determined by referring to the conversion table based on the temperature.

また、変換テーブルを用いる場合は、図７に示したような、光量や繰り返し周波数が徐々に変化する変換テーブルを用いてもよい。図７の変換テーブルを用いると、プローブ１８０の温度が上昇した際、光照射の繰り返し周波数を下げる量より大きく照射光量を下げる制御を行う制御が行われる。すなわち、温度抑制に関して、繰り返し周波数低下の寄与度よりも、光量低下の寄与度が大きくなるような制御が行われる。その結果、プローブ１８０の温度が高い場合に、追従性を維持しながら光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げることができる。   When a conversion table is used, a conversion table in which the light amount and the repetition frequency gradually change as shown in FIG. 7 may be used. When the conversion table of FIG. 7 is used, when the temperature of the probe 180 rises, control is performed to control the irradiation light amount to be larger than the amount to decrease the repetition frequency of light irradiation. That is, with respect to temperature suppression, control is performed such that the contribution of light quantity reduction is greater than the contribution of repetition frequency reduction. As a result, when the temperature of the probe 180 is high, the heat generation amount per unit time of the light source 111 can be reduced while maintaining the followability.

（ステップＳ１３０〜Ｓ１３２）ステップＳ１０３において、「画質優先保護モード」が選択されていると判断された場合、ステップＳ１３０に動作が移る。ステップＳ１３０では、光源１１１から放出される単位時間当たりの発熱量を制限するため、光源１１１の光照射の繰り返し周波数を下げる（発光周期を長くする）。次のステップＳ１３１では、温度センサ２００の温度が閾値Ｔ２以上であるかを判断する。閾値Ｔ２は、閾値Ｔ３とＴ１の間の温度で選ばれる。ここでは、閾値Ｔ２を５０°Ｃとする。温度センサ２００の温度が閾値Ｔ２より小さい場合、繰り返し周波数を低下させることによって温度低減効果が十分に得られたと言えるので、ステップＳ１０４に進む。   (Steps S130 to S132) If it is determined in step S103 that the “image quality priority protection mode” is selected, the operation proceeds to step S130. In step S130, in order to limit the amount of heat generated per unit time emitted from the light source 111, the repetition frequency of light irradiation of the light source 111 is lowered (the light emission period is lengthened). In the next step S131, it is determined whether the temperature of the temperature sensor 200 is equal to or higher than a threshold value T2. The threshold T2 is selected at a temperature between the thresholds T3 and T1. Here, the threshold T2 is set to 50 ° C. When the temperature of the temperature sensor 200 is lower than the threshold value T2, it can be said that the temperature reduction effect is sufficiently obtained by reducing the repetition frequency, and thus the process proceeds to step S104.

ステップＳ１３１で温度センサ２００の温度が閾値Ｔ２以上であると判断されれば、繰り返し周波数の低下だけでは十分な温度低減効果が得られなかったと言える。そこで、ステップＳ１３２に進み、光源１１１から放出される単位時間当たりの発熱量を制限するため、照射光量を下げる。このように光照射の繰り返し周波数と照射光量を決定し、次のステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では，決定された繰り返し周波数と光量で光パルスを照射して、光音響信号を受信し再構成画像を生成し表示する。   If it is determined in step S131 that the temperature of the temperature sensor 200 is equal to or higher than the threshold value T2, it can be said that a sufficient temperature reduction effect cannot be obtained only by a decrease in the repetition frequency. Then, it progresses to step S132 and in order to restrict | limit the emitted-heat amount per unit time emitted from the light source 111, irradiation light quantity is reduced. Thus, the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light are determined, and the process proceeds to the next step S104. In step S104, a light pulse is irradiated with the determined repetition frequency and light amount, a photoacoustic signal is received, and a reconstructed image is generated and displayed.

ステップＳ１３０からステップＳ１３２における光照射の繰り返し周波数と照射光量の決定方法を、図８のグラフを基にさらに具体的に説明する。図８（ａ）は、温度センサの温度に応じた照射光量の制御を示したグラフである。横軸は温度センサの温度、縦軸はデフォルトの光量（１００％）に対する、ステップＳ１０４で照射される光量の強度比を示す。例えば、デフォルトの光量が０．０１［Ｊ］であり、温度センサの温度が５０°Ｃの場合、光量１００［％］、すなわち０．０１［Ｊ］に設定され、温度センサの温度が６０°Ｃの場合、光量５０［％］、すなわち０．００５［Ｊ］に設定される。   The method for determining the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light in steps S130 to S132 will be described more specifically based on the graph of FIG. FIG. 8A is a graph showing control of the amount of irradiation light according to the temperature of the temperature sensor. The horizontal axis indicates the temperature of the temperature sensor, and the vertical axis indicates the intensity ratio of the light amount irradiated in step S104 to the default light amount (100%). For example, when the default light amount is 0.01 [J] and the temperature sensor temperature is 50 ° C., the light amount is set to 100 [%], that is, 0.01 [J], and the temperature sensor temperature is 60 ° C. In the case of C, the light amount is set to 50 [%], that is, 0.005 [J].

図８（ｂ）は、温度センサの温度に応じた光照射の繰り返し周波数の制御を示したグラフである。横軸は温度センサの温度、縦軸はデフォルトの光照射の繰り返し周波数（１００％）に対する、ステップＳ１０４で光が照射されるときの繰り返し周波数の比率を示す。例えば、デフォルトの周波数が２０［Ｈｚ］である場合、温度センサの温度が５０°Ｃであれば、実際の繰り返し周波数は５０％、すなわち１０［Ｈｚ］に減少する。また、５０°Ｃを超えた温度では、実線で示したように繰り返し周波数を維持しても良いし、点線（符号ｂ）のように繰り返し周波数を減少させても良い。   FIG. 8B is a graph showing control of the repetition frequency of light irradiation according to the temperature of the temperature sensor. The horizontal axis indicates the temperature of the temperature sensor, and the vertical axis indicates the ratio of the repetition frequency when light is irradiated in step S104 to the default repetition frequency (100%) of light irradiation. For example, when the default frequency is 20 [Hz] and the temperature of the temperature sensor is 50 ° C., the actual repetition frequency is reduced to 50%, that is, 10 [Hz]. At a temperature exceeding 50 ° C., the repetition frequency may be maintained as shown by the solid line, or the repetition frequency may be decreased as shown by the dotted line (reference symbol b).

図８のような制御によって、温度センサの温度が高い場合でも、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げることが可能となり、プローブ１８０の温度を下げることができる。図８の例では、発熱量低下に関して、繰り返し周波数低下の寄与度が、光量抑制の寄与度よりも大きい。なお、図８におけるデフォルト光量と実際の照射光量の比率や、デフォルトの繰り返し周波数と実際の繰り返し周波数の比率は一例に過ぎず、他の値を用いてもかまわない。   With the control as shown in FIG. 8, even when the temperature of the temperature sensor is high, the amount of heat generated per unit time of the light source 111 can be lowered, and the temperature of the probe 180 can be lowered. In the example of FIG. 8, the contribution of the repetition frequency reduction is greater than the contribution of the light amount suppression with respect to the heat generation amount reduction. Note that the ratio between the default light amount and the actual irradiation light amount and the ratio between the default repetition frequency and the actual repetition frequency in FIG. 8 are merely examples, and other values may be used.

以上の説明では閾値Ｔ１、Ｔ２，Ｔ３に基づいて判断し制御するフローを説明した。このようなフローでは、光量や光照射の繰り返し周波数を数式で容易に定義できるので、制御プログラムの容量を小さくできる。ただし、図８に示した特性を変換テーブルとして記憶部に保持しておき、温度に基づいて変換テーブルを参照して光量や光照射の繰り返し周波数を決定しても良い。   In the above description, the flow of determining and controlling based on the threshold values T1, T2, and T3 has been described. In such a flow, the amount of light and the repetition frequency of light irradiation can be easily defined by mathematical expressions, so that the capacity of the control program can be reduced. However, the characteristics shown in FIG. 8 may be stored in the storage unit as a conversion table, and the light amount and the repetition frequency of light irradiation may be determined by referring to the conversion table based on the temperature.

また、変換テーブルを用いる場合は、図９に示したような、光量や繰り返し周波数が徐々に変化する変換テーブルを用いてもよい。図９の変換テーブルを用いると、プローブ１８０の温度が上昇した際、照射光量を下げる量より大きく光照射の繰り返し周波数を下げる制御が行われる。すなわち、温度抑制に関して、光量低下の寄与度よりも、繰り返し周
波数低下の寄与度が大きくなるような制御が行われる。その結果、プローブ１８０の温度が高い場合に、画質（Ｓ／Ｎ）を維持しながら光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げることができる。 When a conversion table is used, a conversion table in which the light amount and the repetition frequency gradually change as shown in FIG. 9 may be used. When the conversion table of FIG. 9 is used, when the temperature of the probe 180 rises, control is performed to lower the repetition frequency of light irradiation larger than the amount to decrease the amount of irradiation light. That is, with respect to temperature suppression, control is performed such that the contribution rate of the repetition frequency reduction is larger than the contribution amount of the light amount reduction. As a result, when the temperature of the probe 180 is high, the heat generation amount per unit time of the light source 111 can be lowered while maintaining the image quality (S / N).

（ステップＳ１２０）ステップＳ１０３において、「ノーマル保護モード」が選択されていると判断された場合、ステップＳ１２０に動作が移る。ステップＳ１２０では、光源１１１から放出される単位時間当たりの発熱量を制限するため、光源１１１の光照射の繰り返し周波数と照射光量の両方を下げる。次のステップＳ１０４では，決定された繰り返し周波数と照射光量で光パルスを発光して、光音響信号を受信し再構成画像を生成し表示する。   (Step S120) If it is determined in step S103 that the “normal protection mode” is selected, the operation proceeds to step S120. In step S120, in order to limit the amount of heat generated per unit time emitted from the light source 111, both the repetition frequency of the light irradiation of the light source 111 and the irradiation light amount are lowered. In the next step S104, a light pulse is emitted with the determined repetition frequency and irradiation light quantity, a photoacoustic signal is received, and a reconstructed image is generated and displayed.

ステップＳ１２０における光照射の繰り返し周波数と照射光量の決定方法を、図１０のグラフを基にさらに具体的に説明する。図１０（ａ）は、温度センサの温度に応じた照射光量の制御を示したグラフである。横軸は温度センサの温度、縦軸はデフォルトの光量（１００％）に対する、ステップＳ１０４で照射される光量の強度比を示す。例えば、デフォルトの光量が０．０１［Ｊ］であり、温度センサの温度が４０°Ｃの場合、光量１００［％］、すなわち０．０１［Ｊ］に設定され、温度センサの温度が６０°Ｃの場合、光量５０［％］、すなわち０．００５［Ｊ］に設定される。   The method for determining the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light in step S120 will be described more specifically based on the graph of FIG. FIG. 10A is a graph showing control of the amount of irradiation light according to the temperature of the temperature sensor. The horizontal axis indicates the temperature of the temperature sensor, and the vertical axis indicates the intensity ratio of the light amount irradiated in step S104 to the default light amount (100%). For example, when the default light amount is 0.01 [J] and the temperature sensor temperature is 40 ° C., the light amount is set to 100 [%], that is, 0.01 [J], and the temperature sensor temperature is 60 °. In the case of C, the light amount is set to 50 [%], that is, 0.005 [J].

図１０（ｂ）は、温度センサの温度に応じた光照射の繰り返し周波数の制御を示したグラフである。横軸は温度センサの温度、縦軸はデフォルトの光照射の繰り返し周波数（１００％）に対する、ステップＳ１０４で光が照射されるときの繰り返し周波数の比率を示す。例えば、デフォルトの周波数が２０［Ｈｚ］であり、温度センサの温度が４０°Ｃの場合、実際の繰り返し周波数は１００％、すなわち、２０［Ｈｚ］に設定され、温度センサの温度が６０°Ｃの場合、実際の繰り返し周波数は５０［％］、すなわち、１０［Ｈｚ］に設定される。   FIG. 10B is a graph showing control of the repetition frequency of light irradiation according to the temperature of the temperature sensor. The horizontal axis indicates the temperature of the temperature sensor, and the vertical axis indicates the ratio of the repetition frequency when light is irradiated in step S104 to the default repetition frequency (100%) of light irradiation. For example, when the default frequency is 20 [Hz] and the temperature sensor temperature is 40 ° C., the actual repetition frequency is set to 100%, that is, 20 [Hz], and the temperature sensor temperature is 60 ° C. In this case, the actual repetition frequency is set to 50 [%], that is, 10 [Hz].

図１０のような制御によって、温度センサの温度が高い場合でも、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げることが可能となり、温度を下げることができる。図１０の例では、発熱量低下に関して、光量抑制の寄与度と、繰り返し周波数低下の寄与度が同程度である。なお、図１０におけるデフォルト照射光量と実際の照射光量の比率や、デフォルトの繰り返し周波数と実際の繰り返し周波数の比率は一例に過ぎず、他の値を用いてもかまわない。すなわち、ユーザーにとって、画質（Ｓ／Ｎ）と追従性のいずれかが極端に劣化したと感じさせない様な制御ができるのであれば、両者を同じ割合で低減させる必要はない。   With the control as shown in FIG. 10, even when the temperature of the temperature sensor is high, the amount of heat generated per unit time of the light source 111 can be lowered, and the temperature can be lowered. In the example of FIG. 10, regarding the decrease in the heat generation amount, the contribution of light amount suppression and the contribution of repetition frequency reduction are approximately the same. Note that the ratio between the default irradiation light amount and the actual irradiation light amount and the ratio between the default repetition frequency and the actual repetition frequency in FIG. 10 are merely examples, and other values may be used. That is, if it is possible for the user to perform control so that either the image quality (S / N) or the followability is not extremely deteriorated, it is not necessary to reduce both at the same rate.

以上の説明では閾値Ｔ１、および、Ｔ３に基づいて判断し制御するフローを説明した。このようなフローでは、照射光量や光照射の繰り返し周波数を数式で容易に定義できるので、制御プログラムの容量を小さくできる。一方、図１０に示した特性を変換テーブルとして記憶部に保持しておき、温度に基づいて変換テーブルを参照して照射光量や光照射の繰り返し周波数を決定しても良い。   In the above description, the flow of determining and controlling based on the threshold values T1 and T3 has been described. In such a flow, since the irradiation light quantity and the light irradiation repetition frequency can be easily defined by mathematical expressions, the capacity of the control program can be reduced. On the other hand, the characteristics shown in FIG. 10 may be held in the storage unit as a conversion table, and the irradiation light quantity and the light irradiation repetition frequency may be determined by referring to the conversion table based on the temperature.

「ノーマル保護モード」では、プローブ１８０の温度が上昇した際、再構成画像各々の画質（Ｓ／Ｎ）と追従性のバランスを取りながら光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げることができる。   In the “normal protection mode”, when the temperature of the probe 180 rises, the amount of heat generated per unit time of the light source 111 can be reduced while balancing the image quality (S / N) of each reconstructed image and the followability.

以上述べたように、本実施形態のような光源制御方法を用いることにより、光源を備える光音響プローブの温度上昇を適切に抑制できる。また、ユーザーが所望の保護モードを選択できるため、例えばリアルタイム表示の際にも、必要性に応じた好適な画像表示が可能になる。   As described above, by using the light source control method as in the present embodiment, the temperature rise of the photoacoustic probe including the light source can be appropriately suppressed. In addition, since the user can select a desired protection mode, for example, in the case of real-time display, it is possible to display a suitable image according to necessity.

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、指定された保護モードごとに、プローブ１８０の温度に応じた繰り返し周波数や照射光量の制御方法を変えていた。一方、第２の実施形態には保護モードは存在しない。その代わりに第２の実施形態では、プローブ１８０の動き（速さ）を参照しながら、プローブ１８０の温度に応じた繰り返し周波数や照射光量の制御を行う。 <Second Embodiment>
In the first embodiment, for each designated protection mode, the control method for the repetition frequency and the irradiation light amount corresponding to the temperature of the probe 180 is changed. On the other hand, the protection mode does not exist in the second embodiment. Instead, in the second embodiment, the repetition frequency and the amount of irradiation light are controlled according to the temperature of the probe 180 while referring to the movement (speed) of the probe 180.

第２の実施形態における装置構成は、図１、図２及び図３に示したものとほぼ同様であるので、異なる点のみ説明する。第２の実施形態のプローブ１８０は、内部に、プローブ１８０が移動するときの速度を取得する速度情報取得部としての速度センサをさらに有している。速度センサは、例えば加速度センサの信号を積分し速度を算出することで実現できる。ただし、速度情報取得部は速度さえ取得できれば方式は問わず、加速度センサを用いたものに限定されない。   Since the apparatus configuration in the second embodiment is substantially the same as that shown in FIGS. 1, 2, and 3, only the differences will be described. The probe 180 of the second embodiment further includes a speed sensor as a speed information acquisition unit that acquires the speed at which the probe 180 moves. The speed sensor can be realized by, for example, integrating the acceleration sensor signal and calculating the speed. However, the speed information acquisition unit is not limited to the one using an acceleration sensor as long as it can acquire only the speed.

第２の実施形態でも、光照射の繰り返し周波数と照射光量を温度センサ２００が検出した温度に応じて最適に制御することは、第１の実施形態と同様である。ただし、第２の実施形態では、固定的な保護モードの代わりに、プローブ１８０の速度の大きさ（速さ）を参照しながら、動的に、温度センサ２００が検出した温度に応じた繰り返し周波数と光量の制御を行う。   Also in the second embodiment, it is the same as in the first embodiment that the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light are optimally controlled according to the temperature detected by the temperature sensor 200. However, in the second embodiment, the repetition frequency according to the temperature detected by the temperature sensor 200 dynamically while referring to the magnitude (speed) of the probe 180 instead of the fixed protection mode. And control the amount of light.

一般的に、動いている被写体に対して人間の目の分解能は下がる。一方、動いている被写体を人間が見る場合、表示装置の画面を更新する周波数（リフレッシュ周波数）が低いと動きの連続性が低下し、ぎこちない動きに見える。すなわち、動いている被写体に関しては、画像の分解能よりも画像の更新頻度を重視した動画表示が好適である。第２の実施形態では、このような特性を利用して、プローブの温度が上昇した際に、プローブ１８０の速さに応じて、光照射の繰り返し周波数と照射光量を動的に制御する。   In general, the resolution of the human eye decreases with respect to a moving subject. On the other hand, when a human sees a moving subject, if the frequency (refresh frequency) at which the screen of the display device is updated is low, the continuity of the movement is lowered and the movement looks awkward. That is, for a moving subject, moving image display in which the update frequency of the image is more important than the resolution of the image is preferable. In the second embodiment, using such characteristics, when the temperature of the probe rises, the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light are dynamically controlled according to the speed of the probe 180.

図１１のフローチャートを用いて、第２の実施形態の制御方法を説明する。
（ステップＳ２００）まず、ユーザーの指示により撮像が開始される。
（ステップＳ２０1）次に、コンピュータは、温度センサ２００の温度が閾値Ｔ３より
大きいか、それとも閾値Ｔ３以下であるかを判断する。ここでは、閾値Ｔ３を６０°Ｃとする。ステップＳ２０１において、温度センサ２００の温度が閾値Ｔ３より大きかった場合、ステップＳ２１０に動作が移り、光源１１１の発光を停止し、再構成画像の取得（撮像）も中止する。そして、表示部１６０に「プローブ温度上昇のため撮像を中止しました」等のメッセージを表示する（ステップＳ２１１）。そして、撮像を中断する。 The control method of the second embodiment will be described using the flowchart of FIG.
(Step S200) First, imaging is started by a user instruction.
(Step S201) Next, the computer determines whether the temperature of the temperature sensor 200 is higher than the threshold value T3 or lower than the threshold value T3. Here, the threshold T3 is set to 60 ° C. If the temperature of the temperature sensor 200 is higher than the threshold value T3 in step S201, the operation moves to step S210, the light emission of the light source 111 is stopped, and the acquisition (imaging) of the reconstructed image is also stopped. Then, a message such as “Imaging has been stopped due to a probe temperature rise” is displayed on the display unit 160 (step S211). Then, the imaging is interrupted.

（ステップＳ２０２）一方、ステップＳ２０１で温度センサ２００の温度が閾値Ｔ３以下だと判断されると、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、コンピュータは、プローブの速さを参照しながら、温度センサ２００の温度に応じて、デフォルトの繰り返し周波数や光量を変更するかどうかや、変更する場合の新しい値を決定する。   (Step S202) On the other hand, if it is determined in Step S201 that the temperature of the temperature sensor 200 is equal to or lower than the threshold value T3, the process proceeds to Step S202. In step S202, the computer determines whether or not to change the default repetition frequency and the light amount according to the temperature of the temperature sensor 200 while referring to the probe speed, and determines a new value for the change.

具体的には、プローブの速さが比較的遅い場合やプローブが静止している場合は、得られた再構成画像の動きもゆっくりしているので、リフレッシュ周波数が低くとも追従性の妨害感は少ない。また、プローブの比較的遅い場合やプローブが静止している場合は、ユーザーは被検体のある特定の部位に注目しており、その特定の部位を詳しく見たい状態にあると考えられる。そこで、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げる際に、照射光量をできるだけ下げずに、リフレッシュ周波数を低く（光照射の繰り返し周波数を低く）すると良い。これにより、リフレッシュ頻度は低いが、画質の良い（Ｓ／Ｎが良好な）画像を生成できる。   Specifically, when the probe speed is relatively slow or when the probe is stationary, the movement of the obtained reconstructed image is slow, so even if the refresh frequency is low, the following feeling of disturbance is not Few. In addition, when the probe is relatively slow or when the probe is stationary, it is considered that the user is paying attention to a specific part of the subject and wants to see the specific part in detail. Therefore, when reducing the heat generation amount per unit time of the light source 111, it is preferable to lower the refresh frequency (lower the light irradiation repetition frequency) without reducing the irradiation light amount as much as possible. As a result, it is possible to generate an image with low refresh frequency but good image quality (good S / N).

一方、プローブの速さが比較的速い時は、得られた再構成画像の動きは早くなるので、リフレッシュ周波数を高く保たないと追従性の妨害感が大きくなる。また、得られた再構成画像の動きが早い場合、画像の細部まで見ることは難しいので、再構成画像各々のＳ／Ｎが悪くても問題はない。そこで、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げる際に、リフレッシュ周波数をできるだけ下げずに、照射光量を小さくすると良い。   On the other hand, when the speed of the probe is relatively fast, the movement of the obtained reconstructed image becomes faster. Therefore, unless the refresh frequency is kept high, the following feeling of interference is increased. Further, when the obtained reconstructed image moves quickly, it is difficult to see the details of the image, so there is no problem even if the S / N of each reconstructed image is bad. Therefore, when reducing the heat generation amount per unit time of the light source 111, it is preferable to reduce the irradiation light amount without reducing the refresh frequency as much as possible.

（ステップＳ２０３〜Ｓ２０４）Ｓ２０２で決定された光照射の繰り返し周波数と照射光量で光パルスを照射して、光音響信号を受信し再構成画像を生成し表示する。そしてステップＳ２０４で撮像が終了したか判断し、終了していなければ、ステップＳ２０１に戻り撮像を繰り返す。   (Steps S203 to S204) Light pulses are irradiated with the light irradiation repetition frequency and the amount of light determined in S202, a photoacoustic signal is received, and a reconstructed image is generated and displayed. Then, in step S204, it is determined whether the imaging has been completed. If not, the process returns to step S201 to repeat the imaging.

次に、ステップＳ２０２における光照射の繰り返し周波数と照射光量の決定方法を、図１２のグラフを基にさらに具体的に説明する。図１２（ａ）は、プローブの速さを参照しつつ、温度センサの温度に応じて照射光量を決定する方法を説明するグラフである。横軸は温度センサの温度であり、縦軸は、デフォルトの光量（１００％）に対する、ステップＳ２０３で照射される光量の比率を示す。   Next, the determination method of the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light in step S202 will be described more specifically based on the graph of FIG. FIG. 12A is a graph illustrating a method for determining the amount of irradiation light according to the temperature of the temperature sensor while referring to the speed of the probe. The horizontal axis represents the temperature of the temperature sensor, and the vertical axis represents the ratio of the light amount irradiated in step S203 to the default light amount (100%).

図１２（ｂ）は、プローブの速さを参照しつつ、温度センサの温度に応じて光照射の繰り返し周波数を決定する方法を説明するグラフである。横軸は温度センサの温度であり、縦軸は、デフォルトの光照射の繰り返し周波数（１００％）に対する、ステップＳ２０３で照射されるときの光照射の繰り返し周波数の比率を示す。   FIG. 12B is a graph for explaining a method of determining the repetition frequency of light irradiation according to the temperature of the temperature sensor while referring to the speed of the probe. The horizontal axis represents the temperature of the temperature sensor, and the vertical axis represents the ratio of the repetition frequency of light irradiation when irradiated in step S203 to the default repetition frequency (100%) of light irradiation.

図１２（ａ）および（ｂ）における特性カーブＣ０〜Ｃ４は、プローブ１８０の速さにより選択される。例えば、プローブ１８０の速さが非常に遅い場合やプローブ１８０が静止している場合は、光量を維持しながら光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げるように、特性カーブＣ０を選択する。一方、プローブ１８０の速さが速い場合は、リフレッシュ周波数を維持しながら光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げるように、特性カーブＣ４を選択する。プローブが中間的な速さの場合は、速さに応じて特性カーブＣ１〜Ｃ３を選択する。   Characteristic curves C <b> 0 to C <b> 4 in FIGS. 12A and 12B are selected depending on the speed of the probe 180. For example, when the speed of the probe 180 is very slow or when the probe 180 is stationary, the characteristic curve C0 is selected so as to reduce the heat generation amount per unit time of the light source 111 while maintaining the light amount. On the other hand, when the speed of the probe 180 is high, the characteristic curve C4 is selected so as to lower the heat generation amount per unit time of the light source 111 while maintaining the refresh frequency. When the probe has an intermediate speed, the characteristic curves C1 to C3 are selected according to the speed.

なお、特性カーブの数は５つに限られない。より多くの特性を用いることにより、特性を切り換えた際の違和感が少なくなる。また、図１２の特性カーブ形状は一例であり、他の特性カーブであってもかまわない。また、ここでは「カーブ」という名称を用いているが、特性を示すグラフが曲線形状であることは、必須の条件ではない。また、図１２に示したようなグラフではなく、センサの温度とプローブの速さを変数とした関数を用いても、本実施形態の制御は実現できる。   The number of characteristic curves is not limited to five. By using more characteristics, the uncomfortable feeling when switching the characteristics is reduced. Further, the characteristic curve shape of FIG. 12 is an example, and other characteristic curves may be used. In addition, although the name “curve” is used here, it is not an essential condition that the graph indicating the characteristic has a curved shape. Further, the control according to the present embodiment can be realized by using a function having variables of the sensor temperature and the probe speed instead of the graph shown in FIG.

図１２に示した特性は、以下のような特徴を持つ。すなわち、任意の速さＶ１とＶ２において、Ｖ１＜Ｖ２の場合、温度センサの温度により決定する速さＶ２における光照射の繰り返し周波数より、速さＶ１における光照射の繰り返し周波数を低く制御することにより、より好適にプローブ１８０の昇温を防止する。図１２は、光源の発熱を低下させる際に、プローブ速度が速いほど、光量低下の寄与度が、繰り返し周波数低下の寄与度よりも大きくなるような制御が行われ、プローブ速度が遅いほど、繰り返し周波数低下の寄与度が、光量低下の寄与度よりも大きくなるような制御が行われることを示す。   The characteristics shown in FIG. 12 have the following characteristics. That is, at arbitrary speeds V1 and V2, when V1 <V2, the repetition frequency of light irradiation at speed V1 is controlled to be lower than the repetition frequency of light irradiation at speed V2 determined by the temperature of the temperature sensor. More preferably, temperature rise of the probe 180 is prevented. In FIG. 12, when the heat generation of the light source is reduced, control is performed such that the contribution rate of the light amount decrease is larger than the contribution rate of the repetition frequency decrease as the probe speed increases, and repeats as the probe speed decreases. This indicates that control is performed such that the contribution of frequency reduction is greater than the contribution of light quantity reduction.

以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、保護モードの指定等のユーザーの手間が低減でき、さらに、プローブの速さに応じて最適に光量と光照射の繰り返し周波数を決定できる。その結果、再構成された画像をユーザーが見た際、劣化を感じることなく、プローブ１８０の昇温を防止できる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to reduce the time and effort of the user such as designation of the protection mode, and furthermore, the light quantity and the light irradiation repetition frequency are optimally set according to the probe speed. Can be determined. As a result, when the user views the reconstructed image, the temperature of the probe 180 can be prevented from rising without feeling any deterioration.

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、プローブ１８０の押し付け力を参照しながら、プローブ１８０の温度に応じた繰り返し周波数や照射光量の制御を行うことで、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を抑える。第３の実施形態における装置構成は、図１、図２及び図３に示したものとほぼ同様であるので、異なる点のみ説明する。第３の実施形態のプローブ１８０は、内部に、圧力情報取得部としての圧力センサをさらに有している。圧力センサは、プローブ１８０の受信部１２０の接触面が被検体を押す力（押し付け力）を検出するセンサである。第３の実施形態の第２の実施形態との違いは、プローブ１８０の速さではなく、プローブ１８０の押し付け力を参照しながら、動的に、温度センサ２００が検出した温度に応じた光照射の繰り返し周波数と照射光量を制御する点にある。 <Third Embodiment>
In the third embodiment, the heat generation amount per unit time of the light source 111 is suppressed by controlling the repetition frequency and the amount of irradiation light according to the temperature of the probe 180 while referring to the pressing force of the probe 180. Since the apparatus configuration in the third embodiment is substantially the same as that shown in FIGS. 1, 2, and 3, only the differences will be described. The probe 180 of the third embodiment further includes a pressure sensor as a pressure information acquisition unit. The pressure sensor is a sensor that detects a force (pressing force) by which the contact surface of the receiving unit 120 of the probe 180 presses the subject. The difference between the third embodiment and the second embodiment is that light irradiation is dynamically performed according to the temperature detected by the temperature sensor 200 while referring to the pressing force of the probe 180 instead of the speed of the probe 180. The repetition frequency and the amount of irradiation light are controlled.

一般的に、ユーザーがプローブ１８０を用いて被検体を観察する場合、注視する領域が深層部であればある程、ユーザーは無意識にプローブ１８０を強く被検体に押し当てる傾向がある。第３の実施形態では、このような特性を利用して、プローブ１８０の押し付け力を参照しながら繰り返し周波数と光量を動的に制御する。   Generally, when a user observes a subject using the probe 180, the user has a tendency to unconsciously press the probe 180 strongly against the subject as the region to be watched is deeper. In the third embodiment, such a characteristic is used to dynamically control the repetition frequency and light amount while referring to the pressing force of the probe 180.

図１３のフローチャートを用いて、第３の実施形態の制御方法を説明する。図１１と図１３との違いは、図１１のステップＳ２０２が、図１３ではステップＳ２２０に代わった点だけであるので、ここではステップＳ２２０以外の説明は省略する。ステップＳ２２０で、コンピュータは、プローブの押し付け力を参照しながら、温度センサ２００の温度に応じて、デフォルトの繰り返し周波数や照射光量を変更するかどうかや、変更する場合の新しい値を決定する。   The control method of the third embodiment will be described using the flowchart of FIG. The only difference between FIG. 11 and FIG. 13 is that step S202 of FIG. 11 is replaced with step S220 in FIG. 13, and thus the description other than step S220 is omitted here. In step S <b> 220, the computer determines whether or not to change the default repetition frequency and the irradiation light amount according to the temperature of the temperature sensor 200 while referring to the pressing force of the probe, and determines a new value for the change.

具体的には、押し付け力が比較的大きい場合は、ユーザーが深層部を観察する場合が多い。そこで、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げる際に、照射光量をできるだけ下げずに、リフレッシュ周波数を低く（光照射の繰り返し周波数を低く）すると良い。これにより、リフレッシュ頻度は低いが、画質の良い（Ｓ／Ｎが良好な）画像を生成できる。ここで、光には被検体内部における吸収や散乱により減衰しやすく、深部まで届きにくい傾向がある。そこで、深部を観察する際には照射光量を維持することが好ましい。
一方、押し付け力が比較的小さい場合は、ユーザーが浅い部分を観察する場合が多い。そこで、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げる際に、リフレッシュ周波数をできるだけ下げずに、照射光量を小さくすると良い。 Specifically, when the pressing force is relatively large, the user often observes the deep layer portion. Therefore, when reducing the heat generation amount per unit time of the light source 111, it is preferable to lower the refresh frequency (lower the light irradiation repetition frequency) without reducing the irradiation light amount as much as possible. As a result, it is possible to generate an image with low refresh frequency but good image quality (good S / N). Here, light tends to be attenuated due to absorption and scattering inside the subject, and tends to be difficult to reach deep. Therefore, it is preferable to maintain the irradiation light amount when observing deep portions.
On the other hand, when the pressing force is relatively small, the user often observes a shallow portion. Therefore, when reducing the heat generation amount per unit time of the light source 111, it is preferable to reduce the irradiation light amount without reducing the refresh frequency as much as possible.

次に、ステップＳ２２０における光照射の繰り返し周波数と照射光量の決定方法を、実施形態２でも用いた図１２のグラフを参照しながら説明する。第３の実施形態においては、図１２（ａ）および（ｂ）における特性カーブＣ０〜Ｃ４は、プローブ１８０の押し付け力に応じて選択される。例えば、プローブ１８０の押し付け力が大きい場合は、光量を維持しながら光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げるように、特性カーブＣ０を選択する。一方、プローブ１８０の押し付け力が小さい場合は、リフレッシュ周波数を保持しながら光源１１１の単位時間当たりの発熱量を下げるように、特性カーブＣ４を選択する。プローブ押し付け力が中間的な値の場合は、その値に応じて特性カーブＣ１〜Ｃ３を選択する。   Next, the method for determining the repetition frequency of light irradiation and the amount of irradiation light in step S220 will be described with reference to the graph of FIG. In the third embodiment, the characteristic curves C0 to C4 in FIGS. 12A and 12B are selected according to the pressing force of the probe 180. For example, when the pressing force of the probe 180 is large, the characteristic curve C0 is selected so as to reduce the heat generation amount per unit time of the light source 111 while maintaining the light amount. On the other hand, when the pressing force of the probe 180 is small, the characteristic curve C4 is selected so as to reduce the heat generation amount per unit time of the light source 111 while maintaining the refresh frequency. When the probe pressing force is an intermediate value, the characteristic curves C1 to C3 are selected according to the value.

なお、特性カーブの数は５つに限られない。より多くの特性を用いることにより、特性を切り換えた際の違和感が少なくなる。また、図１２の特性カーブ形状は一例であり、他の特性カーブであってもかまわない。また、図１２に示したようなグラフではなく、センサの温度とプローブの押し付け力を変数とした関数を用いても、本実施形態の制御は実現できる。   The number of characteristic curves is not limited to five. By using more characteristics, the uncomfortable feeling when switching the characteristics is reduced. Further, the characteristic curve shape of FIG. 12 is an example, and other characteristic curves may be used. Further, the control according to the present embodiment can also be realized by using a function in which the temperature of the sensor and the pressing force of the probe are variables instead of the graph shown in FIG.

図１２に示した特性は、第３の実施形態においては、以下のように解釈できる。すなわ
ち、任意の押し付け力Ｐ１とＰ２において、Ｐ１＜Ｐ２の場合、温度センサの温度により決定する押し付け力Ｐ１のおける照射光量より、押し付け力Ｐ２における照射光量を高く制御することにより、より好適にプローブ１８０の昇温を防止する。図１２は、第３の実施形態においては、光源の発熱を低下させる際に、押し付け力が小さいほど、光量低下の寄与度が、繰り返し周波数低下の寄与度よりも大きくなるような制御が行われ、押し付け力が大きいほど、繰り返し周波数低下の寄与度が、光量低下の寄与度よりも大きくなるような制御が行われることを示す。 The characteristics shown in FIG. 12 can be interpreted as follows in the third embodiment. That is, in any pressing force P1 and P2, when P1 <P2, the probe is more suitably controlled by controlling the irradiation light amount at the pressing force P2 higher than the irradiation light amount at the pressing force P1 determined by the temperature of the temperature sensor. Prevents 180 temperature rise. FIG. 12 shows that in the third embodiment, when the heat generation of the light source is reduced, control is performed such that the smaller the pressing force, the greater the contribution of the light quantity reduction than the contribution of the frequency reduction. It shows that the control is performed such that the greater the pressing force is, the greater the contribution of the repetition frequency reduction is than the contribution of the light quantity reduction.

以上説明したように、本発明の第３の実施形態によれば、保護モードの指定等のユーザーの手間が低減でき、さらに、プローブの押し付け力に応じて最適に照射光量と光照射の繰り返し周波数を決定できる。その結果、深層部をユーザーが見る場合であっても光量不足によるＳ／Ｎの劣化を感じることなく、プローブ１８０の昇温を防止できる。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, it is possible to reduce the user's troubles such as designation of the protection mode, and furthermore, the irradiation light amount and the repetition frequency of the light irradiation are optimal according to the pressing force of the probe. Can be determined. As a result, even when the user looks at the deep layer portion, the temperature of the probe 180 can be prevented from rising without feeling S / N deterioration due to insufficient light quantity.

＜第４の実施形態＞
上述の各実施形態では、温度センサの温度に応じて照射光量と繰り返し周波数が決定されていた。第４の実施形態では、温度センサの温度に加え温度の変化を考慮して、照射光量と繰り返し周波数が決定される。第４の実施形態における装置の構成は、第１から第３の実施形態と同じである。 <Fourth Embodiment>
In each of the above-described embodiments, the irradiation light amount and the repetition frequency are determined according to the temperature of the temperature sensor. In the fourth embodiment, the irradiation light quantity and the repetition frequency are determined in consideration of the temperature change in addition to the temperature of the temperature sensor. The configuration of the apparatus in the fourth embodiment is the same as that in the first to third embodiments.

第４の実施形態の制御方法は、前述した各実施形態に組み合わせて適用できる。ここでは、上述の図６を用いて第４の実施形態の内容を説明する。図６は、プローブ温度に応じた照射光量と繰り返し周波数の制御に関するグラフであった。第１から第３の実施形態では、ある時点での温度を使用していたものの、温度の変化に関する情報（例えば、温度が上昇中であるか、あるいは、下降中であるかの情報）は使用していなかった。一方、第４の実施形態においては、温度の変化の傾向も参照される。例えば５０°Ｃの時、温度が上昇中であれば、光源１１１の単位時間当たりの発熱量をより多く下げることが望ましい。また、同じ５０°Ｃであっても温度が下降中である場合は、光源１１１の単位時間当たりの発熱量をあまり下げなくともよい。   The control method of the fourth embodiment can be applied in combination with each of the embodiments described above. Here, the contents of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 6 described above. FIG. 6 is a graph relating to the control of the irradiation light amount and the repetition frequency according to the probe temperature. In the first to third embodiments, although the temperature at a certain point in time is used, information on the change in temperature (for example, information on whether the temperature is rising or falling) is used. I did not. On the other hand, in the fourth embodiment, the tendency of temperature change is also referred to. For example, if the temperature is increasing at 50 ° C., it is desirable to reduce the amount of heat generated by the light source 111 per unit time more. In addition, if the temperature is decreasing even at the same 50 ° C., the amount of heat generated per unit time of the light source 111 does not have to be reduced so much.

このような、温度の変化の傾向を用いた制御を実現する方法について説明する。コンピュータは、現在の時刻の温度センサの温度と、ある時間だけ遡った過去の温度センサの温度の差分を計算する。温度が上昇していれば、温度の差分はプラスとなり、温度が下降していれば、温度の差分はマイナスとなる。コンピュータは、この差分に係数をかけ、温度センサの温度に加算して、一定の時間が経過した時点での新たな温度（予測温度）を求める。そして、図６のグラフの横軸に予測温度をあてはめて、光量と光照射の繰り返し周波数を決定する。このような処理は、第１の実施形態の図６、図７、図８、図９、図１０の各グラフや、第２及び第３の実施形態の図１２のグラフに適用できる。また、グラフではなく関数を用いて光量や繰り返し周波数を求める場合にも適用できる。   A method for realizing such control using the tendency of temperature change will be described. The computer calculates the difference between the temperature of the temperature sensor at the current time and the temperature of the past temperature sensor that is traced back by a certain time. If the temperature is rising, the temperature difference is positive, and if the temperature is falling, the temperature difference is negative. The computer multiplies this difference by a coefficient and adds it to the temperature of the temperature sensor to obtain a new temperature (predicted temperature) when a certain time has passed. Then, the predicted temperature is applied to the horizontal axis of the graph of FIG. 6 to determine the light amount and the repetition frequency of light irradiation. Such processing can be applied to the graphs of FIGS. 6, 7, 8, 9, and 10 of the first embodiment and the graph of FIG. 12 of the second and third embodiments. Further, the present invention can be applied to the case where the light amount and the repetition frequency are obtained using a function instead of a graph.

本発明の第４の実施形態によれば、第１から第３の実施形態の効果に加え、プローブ１８０の温度と温度の変化分により、光照射の繰り返し周波数、照射光量を制御し、光源１１１の単位時間当たりの発熱量を抑えることが可能となる。特に、温度が上昇傾向にある場合、先回りして発熱量を抑制できる。その結果、プローブ１８０の温度制御をより好適に行うことが可能となる。   According to the fourth embodiment of the present invention, in addition to the effects of the first to third embodiments, the light irradiation repetition frequency and the amount of irradiation light are controlled by the temperature of the probe 180 and the amount of change in temperature, and the light source 111. The amount of heat generated per unit time can be suppressed. In particular, when the temperature tends to rise, the amount of heat generation can be suppressed in advance. As a result, the temperature control of the probe 180 can be performed more suitably.

＜第５の実施形態＞
本発明において、第２の実施形態と第３の実施形態を併用することもできる。かかる第５の実施形態におけるコンピュータは、速度情報取得部により取得されるプローブの速さと、圧力情報取得部により取得されるプローブの押し付け力の両方を、照射光量および繰り返し周波数の決定に利用する。その場合、例えば図１４に示すようなグラフにより、プ
ローブの速さとプローブの押し付け力に応じた特性カーブを選択すると良い。すなわち、速さが大きければ、光照射の繰り返し周波数を維持するような特性カーブを選択し、押し付け力が大きければ、照射光量を維持するような特性カーブを選択する。なお、図１４は一例に過ぎず、上述の要旨を満たせば、他の方法で特性カーブを選択しても良い。 <Fifth Embodiment>
In the present invention, the second embodiment and the third embodiment can be used in combination. The computer in the fifth embodiment uses both the probe speed acquired by the speed information acquisition unit and the pressing force of the probe acquired by the pressure information acquisition unit in determining the irradiation light amount and the repetition frequency. In that case, for example, a characteristic curve corresponding to the speed of the probe and the pressing force of the probe may be selected using a graph as shown in FIG. That is, if the speed is large, a characteristic curve that maintains the repetition frequency of light irradiation is selected, and if the pressing force is large, a characteristic curve that maintains the irradiation light amount is selected. Note that FIG. 14 is merely an example, and the characteristic curve may be selected by another method as long as the above-described gist is satisfied.

＜第６の実施形態＞
プローブ１８０自体にマイコン等を実装し、制御部１５３の機能の少なくとも一部を実行させることで、光源の発熱によるプローブの温度上昇を温度センサの温度に基づいて抑制しても良い。この場合、光音響プローブ自体が被検体情報取得装置として機能する。第６の実施形態によれば、プローブの種類毎に最適な温度上昇の抑制の制御フローを実装できるので、更に好適である。 <Sixth Embodiment>
A probe or the like may be mounted on the probe 180 itself, and at least a part of the function of the control unit 153 may be executed to suppress the temperature rise of the probe due to heat generation of the light source based on the temperature of the temperature sensor. In this case, the photoacoustic probe itself functions as an object information acquisition apparatus. According to the sixth embodiment, an optimal control flow for suppressing temperature rise can be implemented for each type of probe, which is further preferable.

また、本発明ではリフレッシュ周波数（光照射の繰り返し周波数）と照射光量を制御し、プローブ１８０の温度上昇を防止する。そのため、現在の保護モードの種類や、保護モードが動作中であるかどうかを示す情報や、リフレッシュ周波数（光照射の繰り返し周波数）や、照射光量を、表示部１６０を用いてユーザーに対して提示することが好ましい。また、これらの情報を、得られた再構成画像と共に表示することも好ましい。表示の際には、再構成画像に重畳して表示する方法や、再構成画像の周囲の領域に表示する方法を採用できる。   In the present invention, the refresh frequency (repetition frequency of light irradiation) and the amount of irradiation light are controlled to prevent the temperature of the probe 180 from rising. Therefore, the current protection mode type, information indicating whether the protection mode is in operation, the refresh frequency (repetition frequency of light irradiation), and the amount of irradiation light are presented to the user using the display unit 160. It is preferable to do. It is also preferable to display these pieces of information together with the obtained reconstructed image. At the time of display, it is possible to employ a method of superimposing on the reconstructed image and a method of displaying in a region around the reconstructed image.

＜第７の実施形態＞
第７の実施形態では、１パルスの発光で光量が不足している場合、複数回パルス発光し、得られた各々の光音響信号を加算平均してＳ／Ｎを向上し、加算平均した光音響信号を基に、光音響画像を算出する構成について説明する。ここで加算平均には、単純平均や移動平均や重み付け平均等が好適である。また、加算平均に限らず、複数回のパルス発光に基づいて得られる複数の信号から、画像再構成に利用できる信号を得るための何らかの統計処理を行えば良い。第７の実施形態は、光源１１１としてＬＤやＬＥＤ等を用い、１パルスの発光による光音響信号のＳ／Ｎが十分ではない場合に適している。 <Seventh Embodiment>
In the seventh embodiment, when the amount of light is insufficient due to light emission of one pulse, pulse light is emitted a plurality of times, and each obtained photoacoustic signal is added and averaged to improve S / N, and the added averaged light A configuration for calculating a photoacoustic image based on an acoustic signal will be described. Here, a simple average, a moving average, a weighted average or the like is suitable for the addition average. In addition to the averaging, any statistical processing may be performed to obtain a signal that can be used for image reconstruction from a plurality of signals obtained based on a plurality of pulse emission. The seventh embodiment is suitable for the case where an LD, LED, or the like is used as the light source 111 and the S / N of the photoacoustic signal by one pulse of light emission is not sufficient.

第６の実施形態以前の説明では、１つの再構成画像を得るために１パルスの発光を行う構成であったため、１パルスの光エネルギーの総量を照射光量と記して説明した。一方、第７の実施形態では１つの再構成画像を得るために複数回パルス発光し、得られた光音響信号を加算平均している。そこで第７の実施形態では、１つの再構成画像を得るために複数回パルス発光した合計の光量を、前述した照射光量と同等のものとして取り扱う。この様な取り扱いによって、前述した各実施形態の照射光量の制御方法を、本実施形態に適用できる。
また、上記各実施形態における「光照射の繰り返し周波数」は、本実施形態においては、加算平均するために多数回パルス発光する間隔から定義される周波数ではなく、再構成画像を取得する周期を基にした周波数（リフレッシュ周波数）に対応する。 In the description before the sixth embodiment, since one pulse of light is emitted in order to obtain one reconstructed image, the total amount of light energy of one pulse is described as the irradiation light amount. On the other hand, in the seventh embodiment, in order to obtain one reconstructed image, pulse emission is performed a plurality of times, and the obtained photoacoustic signals are averaged. Therefore, in the seventh embodiment, the total amount of light pulsed a plurality of times to obtain one reconstructed image is handled as being equivalent to the amount of irradiation light described above. By such a handling, the control method of the irradiation light amount of each embodiment described above can be applied to this embodiment.
In the present embodiment, the “repetition frequency of light irradiation” in each of the above embodiments is not a frequency defined by the interval of light emission of multiple times for averaging, but is based on a period for acquiring a reconstructed image. This corresponds to the set frequency (refresh frequency).

図１５は、第７の実施形態に係る光源１１１の制御方法と単位時間当たりの発熱量を説明するためのタイミングチャートである。図１５は図４とほぼ同じであるので、説明が重なる部分については説明を省略する。図１５は、照射光の発光、光音響波の受信・信号の平均、画像データの生成、及び画像データの表示の各タイミングを示している。「発光」のタイミングチャートにおける縦軸は複数回のパルス発光における各々のパルス発光の光量を示す。また、複数回のパルス発光による合計の光量（本実施形態における、照射光量）も合わせて記した。   FIG. 15 is a timing chart for explaining the control method of the light source 111 and the heat generation amount per unit time according to the seventh embodiment. FIG. 15 is almost the same as FIG. 4, so the description of the overlapping parts is omitted. FIG. 15 shows the timing of emission of emitted light, photoacoustic wave reception / signal averaging, generation of image data, and display of image data. The vertical axis in the “light emission” timing chart indicates the amount of light emitted by each pulse emission in a plurality of pulse emission. In addition, the total light amount (irradiation light amount in the present embodiment) by plural times of pulse emission is also shown.

なお、図４との違いは、パルス発光を複数回行い、得られた光音響信号を加算平均し、加算平均した光音響信号を基に、画像再構成を行っている点である。この様に複数回、パ
ルス発光する場合、複数回のパルス発光における各々のパルス発光の光量自体を制御することは、回路の複雑化を招く。そのため第７の実施形態では、複数回のパルス発光における各々のパルス発光の光量は固定とし、複数回のパルス発光における発光回数を制御して光量（照射光量）を制御する方式とした。 The difference from FIG. 4 is that pulse light emission is performed a plurality of times, the obtained photoacoustic signals are added and averaged, and image reconstruction is performed based on the added and averaged photoacoustic signals. When the pulse light emission is performed a plurality of times in this way, controlling the light amount of each pulse light emission in the plurality of pulse light emissions causes the circuit to be complicated. For this reason, in the seventh embodiment, the light quantity of each pulse light emission in a plurality of times of pulse light emission is fixed, and the light quantity (irradiation light quantity) is controlled by controlling the number of times of light emission in the plurality of times of pulse light emission.

また、上記のような光量（照射光量）の制御によれば、複数回のパルス発光における各々のパルス発光の光量が固定されているため、複数回のパルス発光における各々の発光に伴う被検体内部の光量分布（光量の強度）は変化しない。そのため、パルス発光ごとに信号収集部１４０のアンプのゲインを制御する必要がない、という利点もある。   Further, according to the control of the light amount (irradiation light amount) as described above, since the light amount of each pulse light emission in a plurality of times of pulse light emission is fixed, the inside of the subject accompanying each light emission in the plurality of times of pulse light emission. The light amount distribution (intensity of light amount) does not change. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to control the gain of the amplifier of the signal collecting unit 140 for each pulse emission.

図１５（ａ）において、画像表示のリフレッシュ周波数は、ハンドヘルド型プローブの通常の動きに対して追従した表示が可能である２０［Ｈｚ］としている。
図１５（ａ）において光音響測定が開始すると、「発光」に示すタイミングで、制御部１５３は、光量設定値０．０１［Ｊ］をドライバ回路１１４に設定する。ここで設定されるのは、上述の通り、複数回パルス発光した合計の光量である。ドライバ回路は制御部１５３からの０．０５秒毎の発光タイミング信号に基づいて、光量設定値に対応するパルス発光回数だけ、ＬＤやＬＥＤ等の光源１１１をパルス発光させる。例えば、１パルス当たりの光量が０．００１[Ｊ]の場合、発光回数は１０回である。また発光間隔は例えば２[
ｍＳｅｃ]間隔とする。 In FIG. 15A, the refresh frequency of the image display is 20 [Hz] that allows display following the normal movement of the handheld probe.
When the photoacoustic measurement is started in FIG. 15A, the control unit 153 sets the light amount setting value 0.01 [J] in the driver circuit 114 at the timing indicated by “light emission”. What is set here is the total amount of light emitted in a plurality of times as described above. Based on the light emission timing signal from the control unit 153 every 0.05 seconds, the driver circuit causes the light source 111 such as an LD or LED to emit light by the number of times of pulse light emission corresponding to the light amount setting value. For example, when the amount of light per pulse is 0.001 [J], the number of times of light emission is ten. The light emission interval is 2 [
mSec] interval.

続いて、受信部１２０は、図１５（ａ）の「受信・平均」に示すタイミングで、光源１１１からの複数回のパルス発光に起因して生じる光音響波を各々受信し、受信信号を加算平均する。なお、平均化処理を行うのは受信部１２０でなくても良い。例えば、演算部１５１が行っても良いし、平均化処理を行うための回路を設けても良い。
続いて、演算部１５１は、図１５（ａ）の「画像生成」に示すタイミングで、受信部１２０が出力する加算平均した光音響信号を基に再構成処理を行い、画像データを生成する。 Subsequently, the reception unit 120 receives each of the photoacoustic waves generated due to the multiple pulse emission from the light source 111 at the timing indicated by “reception / average” in FIG. Average. The averaging process may not be performed by the receiving unit 120. For example, the calculation unit 151 may perform, or a circuit for performing an averaging process may be provided.
Subsequently, at the timing shown in “image generation” in FIG. 15A, the calculation unit 151 performs a reconstruction process based on the photoacoustic signal that is averaged and output from the reception unit 120 to generate image data.

続いて、制御部１５３は、表示部１６０に画像データを送信し、表示部１６０に画像データに基づいた画像を表示させる。表示部１６０は、図１５（ａ）の「画像表示」に示す期間、画像データに基づいた画像を表示する。
図１５（ａ）に示すタイミングチャートにおいては、まず画像１を０．０５秒間表示し、次に画像２を０．０５秒表示している。以上の工程を繰り返し、０．０５秒毎に新しい画像データに基づいた画像の表示を更新する。 Subsequently, the control unit 153 transmits the image data to the display unit 160 and causes the display unit 160 to display an image based on the image data. The display unit 160 displays an image based on the image data for the period indicated by “image display” in FIG.
In the timing chart shown in FIG. 15A, first, image 1 is displayed for 0.05 seconds, and then image 2 is displayed for 0.05 seconds. The above steps are repeated to update the image display based on new image data every 0.05 seconds.

前述したように、ハンドヘルド型プローブの単位時間当たりの発熱量は、照射光量と、光照射の繰り返し周波数で決定される。本実施形態においては、照射光量とは１つの再構成画像を得るための複数回のパルス発光による合計の光量であり、光照射の繰り返し周波数とは再構成画像を取得する周期を基にした周波数である。
図１５（ａ）の場合は、供給電力に対する光の変換効率を１０［％］と仮定し、照射光量を０．０１［Ｊ］（１回のパルス発光の光量０．００１［Ｊ］×１０回）とすると、光源１１１の単位時間当たりの発熱量は、０．００９［Ｊ］×１０×（１／０．０５）＝１．８［Ｗ］となる。 As described above, the heat generation amount per unit time of the handheld probe is determined by the irradiation light amount and the repetition frequency of light irradiation. In the present embodiment, the irradiation light amount is a total light amount by a plurality of times of pulse emission for obtaining one reconstructed image, and the light irradiation repetition frequency is a frequency based on a period for acquiring the reconstructed image. It is.
In the case of FIG. 15A, the light conversion efficiency with respect to the supplied power is assumed to be 10 [%], and the irradiation light amount is 0.01 [J] (the light amount of one pulse emission 0.001 [J] × 10). ), The amount of heat generated per unit time of the light source 111 is 0.009 [J] × 10 × (1 / 0.05) = 1.8 [W].

本実施形態のように光照射、光音響波の受信、および受信信号の処理を制御することで、光源の光量が充分ではない場合にも、上記各実施形態の温度上昇抑制効果を享受しつつ、Ｓ／Ｎの良い画像を再構成できる。   Controlling light irradiation, photoacoustic wave reception, and reception signal processing as in this embodiment allows the temperature rise suppression effect of each of the above embodiments to be enjoyed even when the amount of light from the light source is not sufficient. , Images with good S / N can be reconstructed.

（変形例）
図１５（ｂ）は、図１５（ａ）と比較して、光照射の繰り返し周波数が同じであるが、
照射光量（パルス発光の回数）が異なるタイミングチャートである。図１５（ｂ）の繰り返し周波数は図１５（ａ）と同じく２０［Ｈｚ］である。光源１１１は、０．０５秒周期で、２[ｍＳｅｃ]間隔で５回パルス発光する。表示画像の更新は、０．０５秒毎に行えるため、図１５（ａ）と同等の追従性が得られる。一方、図１５（ｂ）における照射光量は、０．００５［Ｊ］（１回のパルス発光の光量０．００１[Ｊ]×５回）、すなわち図１５（ａ）の半分に設定されている。このような設定により、光源１１１の単位時間当たりの発熱量は、０．９［Ｗ］に低下している。 (Modification)
In FIG. 15B, the repetition frequency of light irradiation is the same as that in FIG.
It is a timing chart from which irradiation light quantity (the frequency | count of pulse light emission) differs. The repetition frequency in FIG. 15B is 20 [Hz] as in FIG. The light source 111 emits pulses five times at intervals of 2 [mSec] with a period of 0.05 seconds. Since the display image can be updated every 0.05 seconds, the followability equivalent to that shown in FIG. On the other hand, the amount of irradiation light in FIG. 15B is set to 0.005 [J] (0.001 [J] × 5 times of light emission of one pulse emission), that is, half of FIG. . With this setting, the heat generation amount per unit time of the light source 111 is reduced to 0.9 [W].

図１５（ｃ）は、図１５（ａ）と比較して、照射光量が同じであるが、光照射の繰り返し周波数が異なるタイミングチャートである。図１５（ｃ）の照射光量は図１５（ａ）と同じく０．０１［Ｊ］（１回のパルス発光の光量０．００１［Ｊ］×１０回）である。そのため、得られた再構成画像各々のＳ／Ｎ比は、図１５（ａ）で得られた再構成画像と同等である。一方、図１５（ｃ）における光照射の繰り返し周波数は、１０［Ｈｚ］、すなわち、０．１秒周期であり、図１５（ａ）の２倍の周期である。このような設定により、光源１１１の単位時間当たりの発熱量は、０．９［Ｗ］に低下している。   FIG. 15C is a timing chart in which the amount of irradiation light is the same but the repetition frequency of light irradiation is different from that in FIG. The amount of irradiation light in FIG. 15C is 0.01 [J] (0.001 [J] × 10 times the amount of light emitted by one pulse) as in FIG. Therefore, the S / N ratio of each obtained reconstructed image is equivalent to the reconstructed image obtained in FIG. On the other hand, the repetition frequency of light irradiation in FIG. 15C is 10 [Hz], that is, a period of 0.1 second, which is twice as long as that in FIG. With this setting, the heat generation amount per unit time of the light source 111 is reduced to 0.9 [W].

以上説明したように、光源１１１の単位時間当たりの発熱量は、光照射の繰り返し周波数（再構成画像を取得する周期を基にした周波数）と照射光量（１つの再構成画像を得るための１回のパルス発光の光量×発光回数：発光回数に比例）により制御できる。   As described above, the calorific value per unit time of the light source 111 is the light irradiation repetition frequency (frequency based on the period for acquiring the reconstructed image) and the irradiation light amount (1 for obtaining one reconstructed image). The number of times of pulsed light emission × number of times of light emission: proportional to the number of times of light emission).

上記の説明では、１つの再構成画像を得るための複数回のパルス発光において、パルス光１回毎の光量は各々同じであった（固定値：０．００１［Ｊ］）。しかし本発明は、パルス発光１回毎に光量が異なっていてもかまわない。このような場合も同様に、１つの再構成画像を得るための複数回のパルス発光による合計の光量を、照射光量として取り扱えばよい。   In the above description, in a plurality of times of pulsed light emission for obtaining one reconstructed image, the amount of light per pulsed light is the same (fixed value: 0.001 [J]). However, in the present invention, the amount of light may be different for each pulse emission. In such a case as well, the total light amount obtained by a plurality of pulse emission for obtaining one reconstructed image may be handled as the irradiation light amount.

また、図１５（ｄ）に示したように、発熱量を制御するために、光照射の繰り返し周波数の周期（再構成画像を取得する周期）毎に照射光量（複数回のパルス発光による合計の光量）を変更してもよい。図１５（ｄ）においては、画像１を再構成するためには０．００２［Ｊ］、画像２を再構成するためには０．００８［Ｊ］の光量が用いられている。この場合は、照射光量に対応して、あるフレームの再構成画像はＳ／Ｎの悪化が少なく、他のフレームの再構成画像はＳ／Ｎが悪くなる。   Further, as shown in FIG. 15 (d), in order to control the amount of heat generation, the amount of irradiation light (total number of pulses emitted multiple times) for each period of repetition frequency of light irradiation (period of acquiring a reconstructed image). (Light quantity) may be changed. In FIG. 15D, a light amount of 0.002 [J] is used to reconstruct image 1 and 0.008 [J] is used to reconstruct image 2. In this case, the reconstructed image of a certain frame has little S / N deterioration corresponding to the irradiation light amount, and the reconstructed image of another frame has a poor S / N.

図１５（ｄ）のような制御を行うと、リフレッシュ周波数は変わらないので、追従性は悪化しない。さらに、Ｓ／Ｎの劣化が少ない再構成画像を取得できる（画像２）。そのため、静止画の取得を希望する場合には、照射光量の多いフレームの画像（画像２）を選択すればよい。このような制御を行うことによって、追従性と画質のバランスを取りながら、プローブ１８０の昇温を防止できる。   When the control as shown in FIG. 15D is performed, the refresh frequency does not change, so the followability does not deteriorate. Furthermore, a reconstructed image with little S / N degradation can be acquired (image 2). Therefore, when it is desired to obtain a still image, a frame image (image 2) with a large amount of irradiation light may be selected. By performing such control, temperature rise of the probe 180 can be prevented while balancing the followability and the image quality.

なお、図１５（ｄ）ではパルス発光１回毎の各々の光量は一定とした（０．００１［Ｊ］）。そのため、上述したように、複数回のパルス発光各々に対応する信号収集部１４０のアンプのゲインを固定できる。また、複数回のパルス発光各々における光音響信号を加算平均するため、各照射光量に対応するパルス発光回数によらず、同じ条件で再構成を行うことができる利点がある。   In FIG. 15D, the amount of light for each pulse emission is constant (0.001 [J]). Therefore, as described above, it is possible to fix the gain of the amplifier of the signal collection unit 140 corresponding to each of a plurality of times of pulse emission. In addition, since the photoacoustic signals in each of a plurality of times of pulse light emission are added and averaged, there is an advantage that reconstruction can be performed under the same conditions regardless of the number of pulse light emission times corresponding to each irradiation light quantity.

また、図１５（ｄ）のように、画像再構成ごとに、照射光量を変更する方式は、前述した第１から第６の実施形態のように、１回のパルス発光で１つの画像を再構成する構成にも適応できる。この場合は、パルス発光ごとに光量を変更するとともに、信号収集部１４０のアンプのゲインを可変し、照射光量の変更による光音響信号の変化を補正するとよい。   Further, as shown in FIG. 15D, the method of changing the irradiation light amount for each image reconstruction is such that one image is regenerated by one pulse emission as in the first to sixth embodiments described above. It can also be applied to the configuration. In this case, the amount of light is changed for each pulse emission, and the gain of the amplifier of the signal collecting unit 140 is varied to correct the change in the photoacoustic signal due to the change in the amount of irradiation light.

なお、図１５（ａ）〜（ｄ）に示した光照射の繰り返し周波数（再構成画像を取得する周期を基にした周波数）と照射光量（１つの再構成画像を得るための１回のパルス発光の光量×発光回数：発光回数に比例）は、一例にすぎない。システムの特性や、ユーザーが希望する画質などに応じて適宜変更して構わない。   Note that the repetition frequency of light irradiation shown in FIGS. 15A to 15D (frequency based on the period for acquiring the reconstructed image) and the amount of irradiation light (one pulse for obtaining one reconstructed image) (Amount of light emission × number of times of light emission: proportional to the number of times of light emission) is merely an example. You may change suitably according to the characteristic of a system, the image quality which a user desires, etc.

＜その他の実施形態＞
記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータ（又はＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイス）によっても、本発明を実施することができる。また、例えば、記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータによって実行されるステップからなる方法によっても、本発明を実施することができる。この目的のために、上記プログラムは、例えば、ネットワークを通じて、又は、上記記憶装置となり得る様々なタイプの記録媒体（つまり、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体）から、上記コンピュータに提供される。したがって、上記コンピュータ（ＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイスを含む）、上記方法、上記プログラム（プログラムコード、プログラムプロダクトを含む）、上記プログラムを非一時的に保持するコンピュータ読取可能な記録媒体は、いずれも本発明の範疇に含まれる。 <Other embodiments>
The present invention can also be implemented by a computer (or a device such as a CPU or MPU) of a system or apparatus that implements the functions of the above-described embodiments by reading and executing a program recorded in a storage device. For example, the present invention can be implemented by a method including steps executed by a computer of a system or apparatus that implements the functions of the above-described embodiments by reading and executing a program recorded in a storage device. . For this purpose, the program is stored in the computer from, for example, various types of recording media that can serve as the storage device (ie, computer-readable recording media that holds data non-temporarily). Provided to. Therefore, the computer (including devices such as CPU and MPU), the method, the program (including program code and program product), and the computer-readable recording medium that holds the program non-temporarily are all present. It is included in the category of the invention.

１１１：光源、１２０：受信部、１５３：制御部、１８０：プローブ、２００：温度センサ 111: Light source, 120: Receiver, 153: Controller, 180: Probe, 200: Temperature sensor

Claims (23)

光源と、前記光源から光を照射された被検体から発生する音響波を受信する受信部と、を含むプローブと、
前記プローブの温度を取得する温度情報取得部と、
前記温度に応じて、前記光源による光の照射を制御する制御部と、
を有することを特徴とする光音響装置。 A probe comprising: a light source; and a reception unit that receives an acoustic wave generated from a subject irradiated with light from the light source;
A temperature information acquisition unit for acquiring the temperature of the probe;
A control unit that controls irradiation of light by the light source according to the temperature;
A photoacoustic apparatus comprising: 前記制御部は、前記光源に供給する電力を制御することにより、前記光源からの発熱を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光音響装置。 The photoacoustic apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls heat generated from the light source by controlling power supplied to the light source. 前記制御部は、前記光を照射するときの、光量および繰り返し周波数のうち、少なくともいずれかを制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の光音響装置。 The photoacoustic apparatus according to claim 2, wherein the control unit controls at least one of a light amount and a repetition frequency when the light is irradiated. 前記制御部は、前記光量を低下させる処理か、前記繰り返し周波数を低下させる処理の少なくともいずれかを行うことにより、前記光源からの発熱を低下させる
ことを特徴とする請求項３に記載の光音響装置。 The photoacoustic according to claim 3, wherein the control unit reduces heat generation from the light source by performing at least one of a process of reducing the light amount and a process of reducing the repetition frequency. apparatus. 前記制御部は、前記温度が第１の閾値より大きい場合に、前記光源からの発熱を低下させる制御を行う
ことを特徴とする請求項３または４に記載の光音響装置。 5. The photoacoustic apparatus according to claim 3, wherein the control unit performs control to reduce heat generation from the light source when the temperature is higher than a first threshold value. 前記制御部は、前記光の照射を制御するための、
前記光源からの発熱の低下について、前記光量を低下させる処理の寄与度が、前記繰り返し周波数を低下させる処理の寄与度よりも大きいモードと、
前記光源からの発熱の低下について、前記繰り返し周波数を低下させる処理の寄与度が、前記光量を低下させる処理の寄与度よりも大きいモードと、
を少なくとも含む、複数のモードで動作することができる
ことを特徴とする請求項３または４に記載の光音響装置。 The control unit controls the irradiation of the light.
Regarding a decrease in heat generation from the light source, a mode in which the contribution of the process for reducing the light amount is greater than the contribution of the process for reducing the repetition frequency, and
Regarding a decrease in heat generation from the light source, a mode in which the degree of contribution of the process of reducing the repetition frequency is greater than the degree of contribution of the process of reducing the light amount;
5. The photoacoustic apparatus according to claim 3, wherein the photoacoustic apparatus can operate in a plurality of modes including at least. 前記制御部は、前記温度が第１の閾値より大きい場合に、前記光量を低下させる処理および前記繰り返し周波数を低下させる処理のうち、動作中のモードにおける寄与度が大きい方の処理を行い、
その後、前記温度が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値以上の場合に、前記光量を低下させる処理および前記繰り返し周波数を低下させる処理のうち、動作中のモードにおける寄与度が小さい方の処理を行う
ことを特徴とする請求項６に記載の光音響装置。 The control unit, when the temperature is higher than a first threshold, performs a process with a larger contribution in the operating mode among the process of reducing the light amount and the process of reducing the repetition frequency,
After that, when the temperature is equal to or higher than a second threshold value that is higher than the first threshold value, the smaller contribution degree in the operating mode is selected from among the process for reducing the light amount and the process for reducing the repetition frequency. The photoacoustic apparatus according to claim 6, wherein processing is performed. 前記制御部は、入力部を用いたユーザーからの入力、または、デフォルトの設定に応じて、前記モードを決定する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の光音響装置。 The photoacoustic apparatus according to claim 6, wherein the control unit determines the mode according to an input from a user using the input unit or a default setting. 前記光の光量および繰り返し周波数をユーザーに通知する通知部をさらに有する
ことを特徴とする請求項３ないし８のいずれか１項に記載の光音響装置。 The photoacoustic apparatus according to claim 3, further comprising a notification unit that notifies the user of the light amount and the repetition frequency of the light. 前記受信部が前記音響波を受信して出力した信号を用いて、前記被検体の特性情報を取得する演算部をさらに有する
ことを特徴とする請求項３ないし９のいずれか１項に記載の光音響装置。 10. The apparatus according to claim 3, further comprising a calculation unit that acquires characteristic information of the subject using a signal that is received and output by the reception unit. 10. Photoacoustic device. 前記制御部は、前記繰り返し周波数ごとに、前記特性情報を示す画像を表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１０に記載の光音響装置。 The photoacoustic apparatus according to claim 10, wherein the control unit causes the display unit to display an image indicating the characteristic information for each repetition frequency. 前記光源は、前記繰り返し周波数の１つの周期ごとに１回のパルス発光を行い、
前記受信部は、前記１回のパルス発光に基づく前記音響波を受信して信号を出力し、
前記演算部は、前記繰り返し周波数の１つの周期ごとに、前記信号に基づく前記特性情報を取得する
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の光音響装置。 The light source emits a pulse once for each period of the repetition frequency,
The receiving unit receives the acoustic wave based on the one-time pulse emission and outputs a signal,
The photoacoustic apparatus according to claim 10 or 11, wherein the arithmetic unit acquires the characteristic information based on the signal for each period of the repetition frequency. 前記光源は、前記繰り返し周波数の１つの周期ごとに複数回のパルス発光を行い、
前記受信部は、前記複数回のパルス発光ごとに前記音響波を受信することで、複数の信号を出力し、
前記演算部は、前記繰り返し周波数の１つの周期ごとに、前記複数の信号を加算平均して得られた信号に基づいて、前記特性情報を取得する
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の光音響装置。 The light source emits a pulse several times for each cycle of the repetition frequency,
The receiving unit outputs the plurality of signals by receiving the acoustic wave for each of the plurality of times of pulse emission,
The said calculating part acquires the said characteristic information based on the signal obtained by carrying out the addition average of these several signals for every period of the said repetition frequency, It is characterized by the above-mentioned. Photoacoustic device. 前記制御部は、前記繰り返し周波数の１つの周期において、前記複数回のパルス発光における発光回数、および、前記複数回のパルス発光それぞれの光量の少なくともいずれかを制御することにより、前記繰り返し周波数の１つの周期における合計の光量を制御することを特徴とする請求項１３に記載の光音響装置。   The control unit controls at least one of the number of times of light emission in the plurality of times of pulsed light emission and the amount of light of each of the plurality of times of pulsed light emission in one cycle of the repetition frequency. 14. The photoacoustic apparatus according to claim 13, wherein the total light quantity in one cycle is controlled. 前記温度情報取得部は、前記プローブの前記温度として、前記プローブのハウジングの温度、または、前記プローブに含まれる前記光源の近傍の温度を取得する
ことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の光音響装置。 The temperature information acquisition unit acquires the temperature of the probe housing or the temperature in the vicinity of the light source included in the probe as the temperature of the probe. Item 1. The photoacoustic apparatus according to item 1. 前記温度情報取得部は、温度センサである
ことを特徴とする請求項１５に記載の光音響装置。 The photoacoustic apparatus according to claim 15, wherein the temperature information acquisition unit is a temperature sensor. 前記プローブの速度を取得する速度情報取得部をさらに有し、
前記制御部は、前記速度に応じて、前記光源による光の照射を制御する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の光音響装置。 A speed information acquisition unit for acquiring the speed of the probe;
The photoacoustic apparatus according to claim 3, wherein the control unit controls light irradiation by the light source according to the speed. 前記制御部は、前記光源の発熱を低下させるときに、前記速度が速いほど、前記光量を低下させる処理の寄与度が、前記繰り返し周波数を低下させる処理の寄与度よりも大きくなるような制御を行う
ことを特徴とする請求項１７に記載の光音響装置。 The control unit performs control such that, when the heat generation of the light source is reduced, the contribution of the process for reducing the light amount is greater than the contribution of the process for reducing the repetition frequency as the speed increases. The photoacoustic apparatus according to claim 17, which is performed. 前記プローブが前記被検体に押し付けられるときの押し付け力を取得する圧力情報取得部をさらに有し、
前記制御部は、前記押し付け力に応じて、前記光源による光の照射を制御する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の光音響装置。 A pressure information acquisition unit for acquiring a pressing force when the probe is pressed against the subject;
The photoacoustic apparatus according to claim 3, wherein the control unit controls light irradiation by the light source in accordance with the pressing force. 前記制御部は、前記光源の発熱を低下させるときに、前記押し付け力が大きいほど、前記繰り返し周波数を低下させる処理の寄与度が、前記光量を低下させる処理の寄与度よりも大きくなるような制御を行う
ことを特徴とする請求項１９に記載の光音響装置。 When the controller reduces the heat generation of the light source, the greater the pressing force, the greater the contribution of the process of reducing the repetition frequency is greater than the contribution of the process of reducing the light amount The photoacoustic apparatus according to claim 19, wherein: 前記制御部は、前記プローブの前記温度の変化の傾向から求められる予測温度に基づい
て、前記光源からの発熱を低下させる制御の内容を決定する
ことを特徴とする請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の光音響装置。 21. The control unit according to any one of claims 1 to 20, wherein the control unit determines a control content for reducing heat generation from the light source based on a predicted temperature obtained from a tendency of the temperature change of the probe. Item 1. The photoacoustic apparatus according to item 1. 光源と、
前記光源から光を照射された被検体から発生する音響波を受信する受信部と、
を有する光音響プローブであって、
前記光音響プローブの温度を取得する温度情報取得部と、
前記温度に応じて、前記光源による光の照射を制御する制御部と、
をさらに有することを特徴とする光音響プローブ。 A light source;
A receiving unit for receiving an acoustic wave generated from a subject irradiated with light from the light source;
A photoacoustic probe having:
A temperature information acquisition unit for acquiring the temperature of the photoacoustic probe;
A control unit that controls irradiation of light by the light source according to the temperature;
A photoacoustic probe further comprising: プローブに含まれる光源が、被検体に光を照射するステップと、
前記プローブに含まれる受信部が、前記光を照射された前記被検体から発生する音響波を受信するステップと、
温度情報取得部が、前記プローブの温度を取得するステップと、
制御部が、前記温度に応じて、前記光源による光の照射を制御するステップと、
を有することを特徴とする光音響装置の制御方法。 A light source included in the probe irradiates the subject with light; and
A receiving unit included in the probe receives an acoustic wave generated from the subject irradiated with the light; and
A temperature information acquisition unit acquiring the temperature of the probe; and
A step of controlling the light irradiation by the light source according to the temperature;
A control method for a photoacoustic apparatus, comprising:
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