被検体情報取得装置および被検体情報取得方法
【課題】光音響トモグラフィーにおいて、被検体と探触子の界面における反射損失を補正することで、再構成画像の解像度を改善する。
【解決手段】光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする探触子と、受信信号の強度を用いて被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理部を有し、処理部は、探触子に音響波が入射する角度、ならびに、被検体および探触子の音響インピーダンスおよび音速を用いて計算された、探触子に音響波が入射するときの反射率を用いて、受信信号の強度を補正する被検体情報取得装置を用いる。
【解決手段】光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする探触子と、受信信号の強度を用いて被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理部を有し、処理部は、探触子に音響波が入射する角度、ならびに、被検体および探触子の音響インピーダンスおよび音速を用いて計算された、探触子に音響波が入射するときの反射率を用いて、受信信号の強度を補正する被検体情報取得装置を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体情報取得装置および被検体情報取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザーなどの光源から生体に光を照射し、生体内の情報を得る光イメージング技術の研究が医療分野で積極的に進められている。この光イメージング技術の一つとして、Ｐｈｏｔｏ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＰＡＴ：光音響トモグラフィー）がある。光音響トモグラフィー装置は、光源から発生したパルス光を生体に照射し、生体内で伝搬、拡散した光エネルギーを吸収した生体組織が瞬間的に膨張する際に発生する音響波（典型的には超音波）を、探触子によって複数の位置で受信する。これにより例えば、腫瘍などの被検部位とそれ以外の組織との光エネルギーの吸収率の差を検出できる。
【０００３】
続いて、画像再構成領域（生体内の情報をイメージングする領域）を、複数のボクセルまたはピクセルに分割する。そして、該ボクセルまたはピクセルから探触子の素子に音響波が到達する時間帯の受信信号を用いて画像再構成する。画像再構成の際にはＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）や整相加算（ＤＥＬＡＹ−ＡＮＤ−ＳＵＭ）などの既知の手法を利用できる。これにより、生体内の光学特性値分布、例えば初期音圧分布や吸収係数分布を得ることができる。様々な波長の光で光音響計測を行うことにより、被検体内の特定物質の定量的観測、例えば血液中に含まれるヘモグロビン濃度の計測や血液の酸素飽和度の計測を行うことができる。
【０００４】
光音響トモグラフィーにおいて、音響波の受信には探触子が用いられる。同様に探触子を用いて音響波を受信する超音波診断装置の分野において、探触子の受信感度は、探触子への音響波の入射角度に依存することが知られている（非特許文献１）。すなわち、探触子への音響波の入射角度が大きくなるほど、探触子の受信感度が小さくなるため、良好な指向性のイメージングができないという課題が知られている。
【０００５】
そこで特許文献１では、入射角度による受信感度の違いを補正する手法が開示されている。特許文献１では、探触子から音響波をある角度で送信し、被検体からの反射波を受信する。そして、探触子の素子ごとに増幅率を変えることで音響波の入射角度に応じて生じる感度差を補正し、各素子の感度を一定にして、良好な指向性のイメージングを行おうとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−０２１７４４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】伊東正安、望月剛共著「超音波診断装置」コロナ社出版、２００２年８月２６日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光音響トモグラフィーの分野においても、探触子の受信感度が音響波の入射角度によって異なることが問題となる。同じ強度の音響波でも、探触子に斜めに入射した方が探触子に垂直に入射するよりも小さく検出されるため、任意のボクセルまたはピクセルから素子への見込み角（開口角）が見かけ上小さくなる。開口角が小さくなると再構成画像の解像
度が低下する。これは、光音響トモグラフィーの原理上、理想的には光吸収体の全周で音響波を受信して画像再構成することにより光吸収体のサイズを正確に知ることができる一方、音響波を受信する範囲が限られている場合は再構成画像がぼやけてしまうことによる。
【０００９】
この問題に対して、超音波診断の分野では、特許文献１の手法で対応している。しかし光音響トモグラフィーでは、音響波を受信した時点でその音響波がどの角度から伝搬してきたのかを知ることはできないため、特許文献１の手法を用いることができない。仮に特許文献１の手法を光音響トモグラフィーに適用しても、画像再構成するボクセルまたはピクセルから受信されるべき時間帯以外の信号も増幅されてしまうため、不適切である。
【００１０】
また、探触子の感度は開口と探触子表面での反射損失で決まる。ここで、探触子の開口と探触子表面での反射損失との関係について説明する。
まず、図１２に、生体組織の音響インピーダンスの表を示す（出典：非特許文献１、ｐ．１３の表２．１）。ここから分かるように、生体組織の音響インピーダンスは伝搬媒質ごとに異なる。
【００１１】
図１０は、音響波の探触子への入射角度と探触子内部への透過率との関係を示したグラフ（実線）と、音響波の探触子への入射角度と探触子の受信感度との関係を探触子の素子サイズごとに示したグラフ（各点線）を合わせたものである。ここで、音響波の周波数は１ＭＨｚとした。また、被検体の音響インピーダンスＺ１＝１．５×１０６ｋｇ／ｍ２ｓ、被検体の音速ｃ１＝１５００ｍ／ｓ、探触子（探触子表面の音響整合層）の音響インピーダンスＺ２＝１．８×１０６ｋｇ／ｍ２ｓ、探触子の音速ｃ２＝２１００ｍ／ｓとした。
【００１２】
グラフを見ると、探触子の素子サイズが１ｍｍ以上の場合には、探触子表面での反射損失による感度の低下よりも探触子の開口による感度の低下の方が支配的である。ところが、探触子の素子サイズが０．５ｍｍ以下になると、探触子表面での反射損失による感度の低下の方が支配的である。従って、特に探触子の素子サイズが小さいときに、探触子表面での反射損失による探触子の感度の低下が課題となる。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、光音響トモグラフィーにおいて、被検体と探触子の界面における反射損失を補正することで、再構成画像の解像度を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は以下の構成を採用する。すなわち、光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする探触子と、前記受信信号の強度を用いて前記被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理部と、を有する被検体情報取得装置であって、前記処理部は、前記探触子に前記音響波が入射する際の角度に応じて求められる前記音響波の反射損失に対応した増幅を行って、前記受信信号の強度を補正することを特徴とする被検体情報取得装置である。
【００１５】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、探触子が、光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする受信ステップと、処理部が、前記受信信号の強度を用いて前記被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理ステップと、を有する被検体情報取得方法であって、前記処理ステップでは、前記探触子に前記音響波が入射する際の角度に応じて求められる前記音響波の反射損失に対応した増幅が行われて、前記受信信号の強度が補正されることを特徴とする被検体情報取得方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光音響トモグラフィーにおいて、被検体と探触子の界面における反射損失を補正することで、再構成画像の解像度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の光音響信号取得装置の構成を説明する図。
【図２】光吸収体と探触子の各素子との位置関係を説明する図。
【図３】被検体と探触子との界面で音響波の反射を説明する図。
【図４】実施例１の補正処理のフロー図。
【図５Ａ】実施例２の光音響信号取得装置の構成を説明する図。
【図５Ｂ】実施例２の補正処理のフロー図。
【図６】実施例３の補正処理のフロー図。
【図７】実施例４の光音響信号取得装置の構成を説明する図。
【図８】保持板内での音響波の伝搬を説明する図。
【図９】実施例６の光音響信号取得装置の構成を説明する図。
【図１０】音響波の探触子への入射角度を説明する図。
【図１１】光吸収体断面の強度分布を模式的に示した図。
【図１２】生体組織の音響インピーダンスの表。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る被検体情報取得装置の例として、光音響信号取得装置について説明する。ただし、本発明の対象は以下の構成に限定されることはない。本発明は、以下の機能を実現するための被検体情報取得方法や、ネットワークや記憶媒体を介して情報処理装置（コンピュータ等）に供給されることにより、以下の機能を実現させる被検体情報取得プログラムとして捉えることもできる。
【００１９】
（光音響信号取得装置）
本発明の光音響信号取得装置は、被検体内部の情報（被検体情報）を計算により生成する装置である。光音響信号取得装置は、基本的なハードウェア構成として、光源、音響波の受信器としての探触子、処理部を有する。光源から発せられたパルス光は生体などの被検体に照射される。被検体内部を伝搬した光のエネルギーの一部が血液などの光吸収体（音源）に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により音響波（典型的には超音波であり、光音響波または光超音波とも呼ぶ）が発生する。音響波は探触子により受信されて電気信号となり、処理部に転送される。転送された電気信号は、処理部で被検体内の光学特性値分布情報などに変換されて被検体情報となる。光学特性値分布情報の形式は特に限定されることはなく、２次元とするか３次元とするか等、測定の目的や装置の構成等により任意に定めることが出来る。生成される被検体情報には、光学特性値分布や吸収係数分布の他、それに基づく初期音圧分布、物質濃度や酸素飽和度を含めることができる。さらにこれらの情報に基づいて画像を形成し表示するための画像データも含め得る。
【００２０】
（光源）
被検体が生体の場合、光源からは生体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される特定の波長の光を照射する。光源は、光音響信号取得装置と一体として設けられていても良いし、光源を分離して別体として設けられていても良い。光源のパルス幅としては、効率的に光音響波を発生させるため１０ナノ秒程度のパルス幅が使われる。光源としては大出力が得られるためレーザーが好ましいが、レーザーの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプ等を用いることも可能である。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用することが出来る。照射のタイミング、波形、強度等は不図示の光源制御部によって制御される。なお、この光源制御
部は、光源と一体化されていても良い。本発明において、使用する光源の波長は、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。具体的には、被検体内が生体の場合、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。
【００２１】
（探触子）
探触子は、パルス光を照射された被検体表面及び被検体内部で発生し、伝搬する音響波を受信する受信器である。探触子は、受信した音響波を、アナログ信号である電気信号（受信信号）に変換する。圧電現象を用いた探触子、光の共振を用いた探触子、静電容量の変化を用いた探触子等、音響波を受信できるものであれば、どのような探触子を用いても構わない。探触子として、複数の受信素子が１次元、或いは２次元に配置された素子を用いれば、同時に複数の場所で音響波を受信することにより、測定時間を短縮できる。受信素子が１つの場合には、探触子を走査させることで複数の位置で音響波を受信しても良い。また、探触子は通常、音響整合層を備えるため、以下の補正で用いる探触子の音響インピーダンスや音速等は、探触子の最表面の音響整合層の値とする。
【００２２】
（処理部）
処理部は、コンピュータ等の情報処理装置や回路により構成され、電気信号の処理や演算を行う。処理部は、探触子より得られた電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する変換部を有する。変換部は、同時に複数の信号を処理できることが望ましい。それにより、画像を形成するまでの時間を短縮できる。変換されたデジタル信号はメモリに格納される。
【００２３】
処理部はまた、テーブルに格納されたデータ等を用いて、メモリに格納された信号に基づき、被検体と探触子との間の界面での反射損失を補正する、補正演算部を有する。そして処理部は、補正された信号に基づき、例えばタイムドメインでの逆投影などにより、光学特性値分布などの被検体情報を生成する。
【００２４】
上記補正演算部は、任意のボクセルまたはピクセルの画像再構成において特徴的な信号補正処理、すなわち、音響波信号の強度を増幅する処理を行う。処理部は、該ボクセルまたはピクセルから探触子に垂直に入射する反射損失が小さい信号よりも、該ボクセルまたはピクセルに探触子に斜めに入射する反射損失が大きい信号を、より大きく増幅する。その結果、探触子表面での音響波の反射損失による感度差の角度分布が小さくなり、解像度の低下が改善する。
【００２５】
図１１は、本発明の反射損失補正の有無によって、被検体内にある光吸収体の強度分布がどのように変わるのかを模式的に示したものである。図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、それぞれ反射損失補正をする前と後の光吸収体断面の強度分布を模式的に示した図である。図中、横軸が被検体上での距離を、縦軸が信号強度を表す。このように、被検体内の情報を画像化する際に反射損失を補正することで解像度が改善することが分かる。
【００２６】
以下に図面を参照して、本発明の各実施例について説明する。
【００２７】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係る光音響信号取得装置の構成を示したものである。
光源１０１はＹＡＧレーザーの２倍波で励起されたチタンサファイアレーザーであり、パルス光１０２を発生する。照射光学系１０３は、例えばレンズ、ミラー、光ファイバなどで構成される。光源１０１から発せられたパルス光１０２は、照射光学系１０３により導かれ、被検体１０４に照射される。被検体１０４の内部を伝搬した光のエネルギーの一部が血液などの光吸収体１０５に吸収されると、音響波１０６が発生し、被検体１０４内を伝搬する。探触子１０８の方向に伝搬した音響波の一部は反射波１０７となり、それ以
外は探触子により受信される。
【００２８】
探触子１０８は、素子により音響波１０６を受信してアナログの電気信号に変換し、受信信号１０９として、処理部１１０に送る。処理部１１０は、変換部１１０ａ、メモリ１１０ｂ、第１のテーブル１１０ｃおよび補正演算部１１０ｄで構成される。変換部１１０ａは、受信信号１０９を増幅し、Ａ／Ｄ変換する。変換後のデジタル信号は、メモリ１１０ｂに格納される。第１のテーブル１１０ｃには、被検体と探触子の、音響インピーダンス、密度、音速のうち少なくともいずれか２つが格納されている。ただし、これらのデータは入力手段を介して操作者により変更可能である。補正演算部１１０ｄは、第１のテーブルに入力されたデータに基づいて、メモリ１１０ｂに格納された信号の反射損失を補正し、画像再構成を行う。
【００２９】
補正演算部１１０ｄで行う本発明の特徴である反射補正処理を説明するために、受信信号１０９について、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、光吸収体１０５と探触子１０８の各素子１０８ａ〜１０８ｅとの位置関係を説明するための図である。素子１０８ａと光吸収体１０５との間の距離に比べて、素子１０８ｃと光吸収体１０５との間の距離の方が短いため、音響波１０６が素子１０８ａで受信される時間よりも素子１０８ｃで受信される時間の方が早くなる。従って、画像再構成するボクセルまたはピクセルから受信されるべき時間帯の信号は、探触子の中の素子の位置に応じて異なってくる事がわかる。
【００３０】
図２（ｂ）は、伝搬する信号の関係を説明するための図である。ｔ＝０は基準時間である。ｔ＝ｔ１において、素子１０８ｃで信号１０９ｃが受信される。１０９ａ〜１０９ｅは素子１０８ａ〜１０８ｅに対応する音響波の信号である。探触子１０８からの受信信号は、変換部１１０ａを介してメモリ１１０ｂに格納される。
【００３１】
図３（ａ）は、被検体と探触子の界面で、音響波が反射または透過する様子を模式的に示した図である。図３（ａ）において、Ｚ１は被検体１０４の音響インピーダンス、Ｚ２は探触子１０８の音響インピーダンス（音響整合層のインピーダンス）である。また、θ１は音響波が探触子に入射する角度、θ２は音響波が探触子に入射した後の角度、ｃ１は被検体の音速、ｃ２は探触子の音速である。被検体を伝搬した音響波１０６は、一部が反射波１０７となり、残りが探触子に入射する。
【００３２】
図３（ｂ）は、音響波が探触子に入射する角度θ１と反射率Ｒとの関係を示すグラフである。ここで、被検体と探触子に関する値は、Ｚ１＝１．５×１０６ｋｇ／ｍ２ｓ、ｃ１＝１５００ｍ／ｓ、Ｚ２＝１．８×１０６ｋｇ／ｍ２ｓ、ｃ２＝２１００ｍ／ｓとして計算した。図３（ｂ）から分かるように、反射率Ｒは音響波が探触子に入射する角度θ１に依存する。一般に、音響波の入射角度θ１が大きいと反射率Ｒが大きくなるため、素子への音響波の入射角度が大きいほど音響波の受信強度が小さくなる。
【００３３】
次に、本発明の特徴である補正演算部１１０ｄで行う反射補正処理のフローについて、図４を参照しつつ以下に説明する。前提として、被検体のうち画像再構成の対象となる領域について、光源から光が照射され、それによって発生した音響波が探触子の各素子により受信されているものとする。この状態から、処理部による画像再構成が開始される。
【００３４】
（ステップＳ１０１）補正演算部１１０ｄは、画像再構成する領域から、任意のピクセルまたはボクセルを選択する。ここでは、ボクセルを選択して３次元の再構成をする例について説明する。
（ステップＳ１０２）補正演算部１１０ｄは、選択したボクセルを再構成するために利用できる信号を選択する。これは、ボクセルの位置に基づいて、再構成に利用可能な音響波が受信できる探触子の素子を選択することに相当する。
（ステップＳ１０３）補正演算部１１０ｄは、図２（ｂ）のような位置関係に起因する音響波の到達時間に基づき、選択した信号のうち、ステップＳ１０１で選択したボクセル由来の音響波に基づく時間範囲を算出する。
【００３５】
（ステップＳ１０４）補正演算部１１０ｄは、第１のテーブル１１０ｃに入力されたデータを取得する。ここでは、被験体および探触子の、音響インピーダンスと音速が入力されているものとする。
（ステップＳ１０５）補正演算部１１０ｄは、ボクセルと素子の位置関係から角度を求めた上で、探触子表面での音響波の反射率Ｒを計算する。反射率Ｒは、第１のテーブル１１０ｃに入力されたデータと、角度θを基に、式（１）、（２）により計算される。
Ｒ＝｜（Ｚ１ｃｏｓθ２−Ｚ２ｃｏｓθ１）／（Ｚ１ｃｏｓθ２＋Ｚ２ｃｏｓθ１）｜２
…（１）
θ２＝ｓｉｎ−１（ｃ２ｓｉｎθ１／ｃ１） …（２）
【００３６】
なお、本実施例では被検体と探触子との音響インピーダンスおよび音速を用いたが、音響インピーダンスは密度と音速との積であるため、被検体の音響インピーダンスと密度と音速のうち少なくとも２つのデータが第１のテーブル１１０ｃに入力されていればよい。
【００３７】
（ステップＳ１０６）補正演算部１１０ｄは、選択した信号に対して、音響波の入射角度θ１に応じた反射損失を補正する。補正は、該当する時間範囲の信号の強度を１−Ｒで除算することで行われる。ただし、除数は１−Ｒに限定されることはなく、例えば１−ａＲ（ａはａ≒１の係数であり、操作者により調節可能）などとしても良い。音響波が探触子表面で全反射する場合、すなわち以下の式（３）を満たす場合にはＲ＝１となるため、この場合の信号は画像再構成に用いない。
θ１≧ｓｉｎ−１（ｃ２／ｃ１） …（３）
【００３８】
また、Ｒが１に近いときは１−Ｒが０に近くなり、信号のみでなくノイズ成分も増大してしまう。その場合は、１／（１−Ｒ）の上限値を定めておき上限を超えた場合は上限値を用いる。または、上限値を超えた場合の信号は画像再構成に用いないなどの対処をすればよい。
【００３９】
（ステップＳ１０７）選択したボクセルの再構成に用いる信号を全て補正し終えていなければ、Ｓ１０２に戻って次の信号を補正する。補正し終えていれば次の処理に進む。
（ステップＳ１０８）補正演算部１１０ｄは、補正された信号を用いて、ＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）や整相加算（ＤＥＬＡＹ−ＡＮＤ−ＳＵＭ）などの既知の手法により画像再構成する。
【００４０】
なお、第１のテーブルからデータを取得するタイミング、再構成に用いる信号を選択し、界面での反射率を計算するタイミング、再構成を行うタイミングなどは、上記の説明に限られない。例えば処理開始直後に第１のテーブルからデータを取得してメモリ上で管理しておき、後の計算に用いるようにしても良い。
【００４１】
（ステップＳ１０９）画像再構成したい領域の全ボクセルの再構成が終わっていなければ、Ｓ１０１に戻って次のボクセルを選択する。一方、所望の領域内の全てのボクセルの再構成が終わっていれば、処理を終了する。生成されたデータは被検体情報として保存される。さらに、画像表示に好適なように画像補正理や強調を施しても良い。
【００４２】
なお、本実施例では数式（１）、（２）を用いたが、数式はこれに限定されず、近似式を適用しても良い。例えば数式（１）に対する近似式として、数式（１）の右辺にＡ（Ａ
≒１であり、調節可能な係数）を乗じた式を用いることが可能である。
【００４３】
また、本実施例では複数の探触子を被検体表面に配置させた例を示しているが、複数の場所で音響波を受信できれば同じ効果が得られるため、１素子からなる探触子を被検体表面上で１次元または２次元に走査してもよい。
【００４４】
以上述べた本実施例の構成によれば、探触子表面での音響波の反射損失を補正することで、探触子の正面方向の受信感度と周辺方向の受信感度の差が小さくなるため、探触子の開口を実質的に広げることができる。この結果、画像再構成の際に様々な角度からの受信信号が寄与することになり、解像度が改善される。
【００４５】
＜実施例２＞
実施例１では、第１のテーブル１１０ｃに格納された被検体の音響インピーダンスと音速から探触子表面での反射損失をボクセルまたはピクセルごとに補正する構成を述べた。本実施例では、画像再構成領域内の全てのボクセルまたはピクセルに対応した、受信位置ごとの増幅率を用いて補正する方法について説明する。
【００４６】
図５Ａは、本実施例の光音響信号取得装置の構成を模式的に示した図であり、処理部１１０以外は図１と同様の構成であるため説明を省略する。図５Ａの第２のテーブル１１０ｅには、画像再構成領域内の全てのボクセルまたはピクセルを画像再構成する際に必要となる探触子ごとの増幅率が入力されている。すなわち、テーブル１１０ｅには、素子と、処理対象となるボクセルまたはピクセルとの位置関係（距離および角度）に応じた増幅率が、装置の構成から取り得る全ての角度ごとに格納されている。この増幅率は、被検体および探触子の音速およびインピーダンスと、音響波の入射角度を定めておけば、実施例１の式（１）を用いて計算しておくことができる。
【００４７】
図５Ｂを参照しつつ、本実施例の補正フローについて説明する。このフローは、実施例１の図４のステップＳ１０４およびＳ１０５の代わりに、ステップＳ２０１が実行される点のみが異なる。したがって実施例１と異なる部分以外の説明は簡潔なものとする。
【００４８】
（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）補正演算部１１０ｄは、任意のボクセルを選択し、当該ボクセルの再構成に用いる信号の時間範囲を算出する。
（ステップＳ２０１）補正演算部１１０ｄは、第２のテーブル１１０ｅから補正データを取得する。上述したように、補正データには、選択したボクセルと選択した素子の位置関係と、被検体と探触子の音速や音響インピーダンス等の特性とから求められる反射率に基づく、適切な増幅率が格納されている。よって選択した信号にこの増幅率をもって増幅処理を行うことにより、反射損失を補正できる。なお、増幅率に変えて、単に反射率を格納しておいても良い。
（ステップＳ１０６〜Ｓ１０９）補正演算部１１０ｄは、増幅処理が行われた信号を用いてボクセルの再構成を行い、対象領域に含まれる全ボクセルの再構成が完了した時点で処理が終了する。
【００４９】
以上述べた本実施例の構成においても、探触子表面での反射損失を補正できるため、解像度が改善される。反射損失を補正するために必要な増幅率が各ボクセルまたはピクセルごとに予め分かっており、テーブル参照により容易に取得できるため、実施例１のように毎回数式を計算しなくて済み、さらに処理時間を短縮することができる。
【００５０】
＜実施例３＞
本実施例では、探触子の開口による感度の低下を補正する構成について述べる。補正の方法は、探触子表面での反射損失を補正する方法と同様である。つまり、第１のテーブル
１１０ｃに探触子の情報を予め格納しておく。そして補正演算部１１０ｄは、任意のボクセルまたはピクセルから受信されるべき時間範囲の信号に対して、音響波の入射角度θ１に応じて増幅処理を行う。
【００５１】
具体的には、探触子の素子が矩形である場合、指向性Ａ（θ）は、以下の式（４）で与えられる。ここで、ｋは波数、ａは探触子の素子サイズ、θは探触子に音響波が入射する角度である。この式により、音響波が素子に対して角度θだけ斜めに入射した場合の、垂直に入射した信号に対する係数を求めることができる。
Ａ（θ）＝｜｛ｓｉｎ（ｋａｓｉｎθ）｝／（ｋａｓｉｎθ）｜ …（４）
【００５２】
図６を参照しつつ、本実施例の補正フローについて説明する。なお、実施例１の図４と異なる部分以外の説明は簡潔なものとする。
【００５３】
（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）補正演算部１１０ｄは、任意のボクセルを選択し、当該ボクセルの再構成に用いる信号の時間範囲を算出する。
（ステップＳ１０４）本実施例においては、補正演算部１１０ｄは、第１のテーブル１１０ｃから、反射率を求めるためのデータ（例えば音響インピーダンスと音速）に加えて、指向性の計算に用いるデータ（例えば波数や素子サイズ）を取得する。
（ステップＳ１０５）補正演算部１１０ｄは、ボクセルと素子の位置関係から角度を求めた上で、探触子表面での音響波の反射率Ｒを、式（１）、（２）から計算する。
（ステップＳ３０１）本実施例においては、補正演算部１１０ｄは、式（４）を用いて探触子の指向性Ａ（θ）を計算する。
【００５４】
（ステップＳ１０６）本実施例においては、補正演算部１１０ｄは、反射率Ｒに基づく増幅処理に加え、指向性Ａ（θ）に基づく増幅処理を行うことにより、信号の補正を行う。求める時間範囲の信号に対して、まず、強度を１−Ｒで除算する補正を行い、さらに、Ａ（θ）による除算を行う。
ただし、開口の補正に用いる値はＡ（θ）に限定されることはなく、例えばｂＡ（θ）（ｂはｂ≒１の係数であり、操作者により任意に調節可能）としても良い。また、素子サイズが大きい場合にノイズの影響が大きくなることを避けるため、１／Ａ（θ）に上限値を設けても良い。
【００５５】
（ステップＳ１０７〜Ｓ１０９）補正演算部１１０ｄは、増幅処理が行われた信号を用いてボクセルの再構成を行い、対象領域に含まれる全ボクセルの再構成が完了した時点で処理が終了する。これにより、領域内の被検体の情報が画像化される。
【００５６】
以上述べた本実施例の構成によれば、探触子表面での音響波の反射損失だけではなく、探触子の指向性も補正されるため、より正確な画像を得ることができる。
【００５７】
なお、式（４）により毎回計算をするのではなく、探触子の指向性を予め実測して第１のテーブル１１０ｃに格納しておき、それを用いても良い。
【００５８】
＜実施例４＞
被検体を固定して測定したい場合や被検体上で探触子を走査したい場合には、被検体を保持板で保持すると良い。この場合、被検体を圧迫した保持板を介して、探触子で音響波を受信することになる。すると、被検体と保持板との界面や、保持板と探触子との界面で音響波の反射損失が生じるため、正確な画像が得られなくなるという問題が新たに生じる。
【００５９】
そこで、本実施例では、被検体を保持板で保持する場合に、被検体と保持板の界面およ
び保持板と探触子の界面における音響波の反射損失を補正し、正確な画像を得るための構成例について説明する。
【００６０】
図７は、本発明の実施例３に係る光音響信号取得装置の構成を示したものである。光音響信号取得装置は、光源２０１、ミラーなどの照射光学系２０２、探触子２０８、処理部２１０を備える。これらは実施例１と同じものを使用できる。
【００６１】
本実施例での光音響信号取得装置は、保持板２１１を備える。保持板２１１は固定されていてもよいし、可動でもよい。あるいは２枚の保持板がある場合、一方を固定し他方を可動にして、被検体を適度な薄さに圧迫保持しても良い。光源側の保持板は光を透過しやすいポリカーボネートやアクリル、探触子側の保持板は音響波を透過しやすいポリメチルペンテンが好適である。
【００６２】
本実施例においては、被検体と保持板の界面および保持板と探触子の界面における反射損失を補正する。そのため、第１のテーブル２１０ｃには、被検体と保持板と探触子に関して、音響インピーダンス、密度、音速データのうち少なくとも２つが格納されている。
補正方法は、実施例１のような計算手法で反射率を求めた後、信号強度を反射率で除算して増幅する処理を、それぞれの界面ごとに適用すれば良い。
【００６３】
また、実施例２と同様に、処理部２１０が、画像再構成領域内の全てのボクセルまたはピクセルに対応した探触子の各素子の増幅率を有する第２のテーブル２１０ｅ（不図示）を有するようにしても良い。
【００６４】
以上述べた本実施例の構成によれば、被検体が保持板で保持される場合においても被検体と保持板の界面および保持板と探触子の界面での音響波の反射損失が補正され、解像度が改善された画像を得ることができる。
【００６５】
＜実施例５＞
実施例４では、被検体と保持板界面、保持板と探触子界面での音響波の反射損失を補正したが、保持板内での音響波の減衰率も求め、この減衰を補正すれば、より正確に被検体内の情報を画像化することができる。本実施例では、この方法について図８を用いて以下に説明する。
【００６６】
図８において、２０４は被検体、２１１は保持板、２０８は探触子であり、音響波２０６は、被検体から保持板を介して探触子に入射する。保持板の厚さをｄ、吸収係数をμ、保持板から探触子へ音響波が入射する角度をθとすると、保持板に入射した直後の音響波の強度Ｓ０と保持板から出射する直前の音響波の強度Ｓ１との関係は、式（５）のようになる。
Ｓ１＝Ｓ０ｅｘｐ（−μｄ／ｃｏｓθ） …（５）
【００６７】
従って、実施例４において、信号強度を反射率で除算する補正を行うときに、同時に信号強度をｅｘｐ（−μｄ／ｃｏｓθ）で除算すれば、保持板内での音響波の減衰を減衰率に応じて補正し、より正確な画像を取得することができる。
【００６８】
以上述べた本実施例の構成によれば、保持板内での音響波の減衰が補正されるため、より正確な画像を得ることができる。なお、本実施例では数式（５）を用いたが、数式はこれに限定されず、近似式を適用しても良い。
【００６９】
＜実施例６＞
実施例１〜５では被検体の音響インピーダンスとして推定値を用いたが、音響インピー
ダンスは被検体ごとに異なる場合がある。従って、より正確な画像を得るためには被検体ごとに音響インピーダンスを実測して、その結果を用いて音響波の反射損失を補正することが望ましい。本実施例では被検体の音響インピーダンスを実測し、その結果に基づいて反射損失を補正する構成例について説明する。
【００７０】
図９（ａ）は、本実施例に係る光音響信号取得装置の構成を示したものである。光音響信号取得装置は、光源３０１、ミラーなどの照射光学系３０２、探触子３０８、処理部３１０、保持板３１１を備える。これらは上記実施例と同じものを使用できる。また、本実施例での光音響信号取得装置は、被検体３０４に探触子３０８から超音波を送信させるための送信回路３１２を備える。送信回路３１２から送信信号３１３が探触子３０８に送られることにより、探触子３０８から超音波が送信される。
【００７１】
被検体の音響インピーダンスの測定方法について図９（ｂ）を用いて以下に述べる。まず、保持板が被検体を保持せず、空気と接触している状態で、探触子から保持板と空気界面に向かって、ある強度のパルス送信波３１４を入射する。この超音波強度をＳ２とする。超音波は保持板と空気界面でほぼ全反射するため、入射した超音波強度Ｓ２とほぼ同じ強度の超音波（第１の反射波）が探触子で受信される。
【００７２】
次に、保持板が被検体を保持している状態で超音波送信を行う。基準時間ｔ＝０に、探触子３０８から保持板３１１を介して被検体３０４に向けて、前と同じ強度Ｓ２のパルス送信波３１４を入射する。すると、入射されたパルス送信波３１４が被検体と保持板の界面で反射する（第２の反射波）。
【００７３】
このとき、保持板内での音速ｃが既知であれば、超音波が厚さｄの保持板３１１を往復する時間（ｔ＝２ｄ／ｃ）が算出できる。そこで、基準時間から時間ｔが経過したときに探触子に到達するパルス反射波３１５の強度Ｓ３を検出する。ここから、反射率Ｒ＝Ｓ３／Ｓ２を算出できる。
【００７４】
被検体の音響インピーダンスをＺ１、保持板の音響インピーダンスをＺ２とすれば、反射率ＲとＺ１、Ｚ２の関係は式（６）となる。
Ｒ＝｜（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｚ２＋Ｚ１）│２ …（６）
【００７５】
従って、保持板の音響インピーダンスＺ２が既知であれば、反射率Ｒを測定して、それから被検体３０４の音響インピーダンスＺ1を算出することができる。算出された被検体
３０４の音響インピーダンスはテーブル３１０ｃに格納される。
【００７６】
続いて、格納された被検体３０４の音響インピーダンスに基づいて、実施例１で述べた手法により画像再構成を行う。
【００７７】
以上述べた本実施例の構成によれば、被検体の音響インピーダンスを実測できるため、より正確に反射損失が補正され、解像度が改善された画像を得ることができる。
【００７８】
なお、補正の際は第１のテーブル３１０ｃに限定されず、画像再構成領域内の全てのボクセルまたはピクセルに対応した探触子の各素子の補正データを有する第２のテーブルを用いても良い。この場合、被検体３０４の音響インピーダンスを本実施例の方法で求めた後、ボクセルまたはピクセルと探触子の素子の位置関係に基づいて補正に用いるデータを計算しておく。そして補正データを第２のテーブル３１０ｅに保存しておき、画像再構成を行えばよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０８：探触子、１１０：処理部、１１０ｃ：第１のテーブル、１１０ｄ：補正演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体情報取得装置および被検体情報取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザーなどの光源から生体に光を照射し、生体内の情報を得る光イメージング技術の研究が医療分野で積極的に進められている。この光イメージング技術の一つとして、Ｐｈｏｔｏ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＰＡＴ：光音響トモグラフィー）がある。光音響トモグラフィー装置は、光源から発生したパルス光を生体に照射し、生体内で伝搬、拡散した光エネルギーを吸収した生体組織が瞬間的に膨張する際に発生する音響波（典型的には超音波）を、探触子によって複数の位置で受信する。これにより例えば、腫瘍などの被検部位とそれ以外の組織との光エネルギーの吸収率の差を検出できる。
【０００３】
続いて、画像再構成領域（生体内の情報をイメージングする領域）を、複数のボクセルまたはピクセルに分割する。そして、該ボクセルまたはピクセルから探触子の素子に音響波が到達する時間帯の受信信号を用いて画像再構成する。画像再構成の際にはＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）や整相加算（ＤＥＬＡＹ−ＡＮＤ−ＳＵＭ）などの既知の手法を利用できる。これにより、生体内の光学特性値分布、例えば初期音圧分布や吸収係数分布を得ることができる。様々な波長の光で光音響計測を行うことにより、被検体内の特定物質の定量的観測、例えば血液中に含まれるヘモグロビン濃度の計測や血液の酸素飽和度の計測を行うことができる。
【０００４】
光音響トモグラフィーにおいて、音響波の受信には探触子が用いられる。同様に探触子を用いて音響波を受信する超音波診断装置の分野において、探触子の受信感度は、探触子への音響波の入射角度に依存することが知られている（非特許文献１）。すなわち、探触子への音響波の入射角度が大きくなるほど、探触子の受信感度が小さくなるため、良好な指向性のイメージングができないという課題が知られている。
【０００５】
そこで特許文献１では、入射角度による受信感度の違いを補正する手法が開示されている。特許文献１では、探触子から音響波をある角度で送信し、被検体からの反射波を受信する。そして、探触子の素子ごとに増幅率を変えることで音響波の入射角度に応じて生じる感度差を補正し、各素子の感度を一定にして、良好な指向性のイメージングを行おうとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−０２１７４４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】伊東正安、望月剛共著「超音波診断装置」コロナ社出版、２００２年８月２６日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光音響トモグラフィーの分野においても、探触子の受信感度が音響波の入射角度によって異なることが問題となる。同じ強度の音響波でも、探触子に斜めに入射した方が探触子に垂直に入射するよりも小さく検出されるため、任意のボクセルまたはピクセルから素子への見込み角（開口角）が見かけ上小さくなる。開口角が小さくなると再構成画像の解像
度が低下する。これは、光音響トモグラフィーの原理上、理想的には光吸収体の全周で音響波を受信して画像再構成することにより光吸収体のサイズを正確に知ることができる一方、音響波を受信する範囲が限られている場合は再構成画像がぼやけてしまうことによる。
【０００９】
この問題に対して、超音波診断の分野では、特許文献１の手法で対応している。しかし光音響トモグラフィーでは、音響波を受信した時点でその音響波がどの角度から伝搬してきたのかを知ることはできないため、特許文献１の手法を用いることができない。仮に特許文献１の手法を光音響トモグラフィーに適用しても、画像再構成するボクセルまたはピクセルから受信されるべき時間帯以外の信号も増幅されてしまうため、不適切である。
【００１０】
また、探触子の感度は開口と探触子表面での反射損失で決まる。ここで、探触子の開口と探触子表面での反射損失との関係について説明する。
まず、図１２に、生体組織の音響インピーダンスの表を示す（出典：非特許文献１、ｐ．１３の表２．１）。ここから分かるように、生体組織の音響インピーダンスは伝搬媒質ごとに異なる。
【００１１】
図１０は、音響波の探触子への入射角度と探触子内部への透過率との関係を示したグラフ（実線）と、音響波の探触子への入射角度と探触子の受信感度との関係を探触子の素子サイズごとに示したグラフ（各点線）を合わせたものである。ここで、音響波の周波数は１ＭＨｚとした。また、被検体の音響インピーダンスＺ１＝１．５×１０６ｋｇ／ｍ２ｓ、被検体の音速ｃ１＝１５００ｍ／ｓ、探触子（探触子表面の音響整合層）の音響インピーダンスＺ２＝１．８×１０６ｋｇ／ｍ２ｓ、探触子の音速ｃ２＝２１００ｍ／ｓとした。
【００１２】
グラフを見ると、探触子の素子サイズが１ｍｍ以上の場合には、探触子表面での反射損失による感度の低下よりも探触子の開口による感度の低下の方が支配的である。ところが、探触子の素子サイズが０．５ｍｍ以下になると、探触子表面での反射損失による感度の低下の方が支配的である。従って、特に探触子の素子サイズが小さいときに、探触子表面での反射損失による探触子の感度の低下が課題となる。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、光音響トモグラフィーにおいて、被検体と探触子の界面における反射損失を補正することで、再構成画像の解像度を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は以下の構成を採用する。すなわち、光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする探触子と、前記受信信号の強度を用いて前記被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理部と、を有する被検体情報取得装置であって、前記処理部は、前記探触子に前記音響波が入射する際の角度に応じて求められる前記音響波の反射損失に対応した増幅を行って、前記受信信号の強度を補正することを特徴とする被検体情報取得装置である。
【００１５】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、探触子が、光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする受信ステップと、処理部が、前記受信信号の強度を用いて前記被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理ステップと、を有する被検体情報取得方法であって、前記処理ステップでは、前記探触子に前記音響波が入射する際の角度に応じて求められる前記音響波の反射損失に対応した増幅が行われて、前記受信信号の強度が補正されることを特徴とする被検体情報取得方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光音響トモグラフィーにおいて、被検体と探触子の界面における反射損失を補正することで、再構成画像の解像度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の光音響信号取得装置の構成を説明する図。
【図２】光吸収体と探触子の各素子との位置関係を説明する図。
【図３】被検体と探触子との界面で音響波の反射を説明する図。
【図４】実施例１の補正処理のフロー図。
【図５Ａ】実施例２の光音響信号取得装置の構成を説明する図。
【図５Ｂ】実施例２の補正処理のフロー図。
【図６】実施例３の補正処理のフロー図。
【図７】実施例４の光音響信号取得装置の構成を説明する図。
【図８】保持板内での音響波の伝搬を説明する図。
【図９】実施例６の光音響信号取得装置の構成を説明する図。
【図１０】音響波の探触子への入射角度を説明する図。
【図１１】光吸収体断面の強度分布を模式的に示した図。
【図１２】生体組織の音響インピーダンスの表。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る被検体情報取得装置の例として、光音響信号取得装置について説明する。ただし、本発明の対象は以下の構成に限定されることはない。本発明は、以下の機能を実現するための被検体情報取得方法や、ネットワークや記憶媒体を介して情報処理装置（コンピュータ等）に供給されることにより、以下の機能を実現させる被検体情報取得プログラムとして捉えることもできる。
【００１９】
（光音響信号取得装置）
本発明の光音響信号取得装置は、被検体内部の情報（被検体情報）を計算により生成する装置である。光音響信号取得装置は、基本的なハードウェア構成として、光源、音響波の受信器としての探触子、処理部を有する。光源から発せられたパルス光は生体などの被検体に照射される。被検体内部を伝搬した光のエネルギーの一部が血液などの光吸収体（音源）に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により音響波（典型的には超音波であり、光音響波または光超音波とも呼ぶ）が発生する。音響波は探触子により受信されて電気信号となり、処理部に転送される。転送された電気信号は、処理部で被検体内の光学特性値分布情報などに変換されて被検体情報となる。光学特性値分布情報の形式は特に限定されることはなく、２次元とするか３次元とするか等、測定の目的や装置の構成等により任意に定めることが出来る。生成される被検体情報には、光学特性値分布や吸収係数分布の他、それに基づく初期音圧分布、物質濃度や酸素飽和度を含めることができる。さらにこれらの情報に基づいて画像を形成し表示するための画像データも含め得る。
【００２０】
（光源）
被検体が生体の場合、光源からは生体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される特定の波長の光を照射する。光源は、光音響信号取得装置と一体として設けられていても良いし、光源を分離して別体として設けられていても良い。光源のパルス幅としては、効率的に光音響波を発生させるため１０ナノ秒程度のパルス幅が使われる。光源としては大出力が得られるためレーザーが好ましいが、レーザーの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプ等を用いることも可能である。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用することが出来る。照射のタイミング、波形、強度等は不図示の光源制御部によって制御される。なお、この光源制御
部は、光源と一体化されていても良い。本発明において、使用する光源の波長は、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。具体的には、被検体内が生体の場合、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。
【００２１】
（探触子）
探触子は、パルス光を照射された被検体表面及び被検体内部で発生し、伝搬する音響波を受信する受信器である。探触子は、受信した音響波を、アナログ信号である電気信号（受信信号）に変換する。圧電現象を用いた探触子、光の共振を用いた探触子、静電容量の変化を用いた探触子等、音響波を受信できるものであれば、どのような探触子を用いても構わない。探触子として、複数の受信素子が１次元、或いは２次元に配置された素子を用いれば、同時に複数の場所で音響波を受信することにより、測定時間を短縮できる。受信素子が１つの場合には、探触子を走査させることで複数の位置で音響波を受信しても良い。また、探触子は通常、音響整合層を備えるため、以下の補正で用いる探触子の音響インピーダンスや音速等は、探触子の最表面の音響整合層の値とする。
【００２２】
（処理部）
処理部は、コンピュータ等の情報処理装置や回路により構成され、電気信号の処理や演算を行う。処理部は、探触子より得られた電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する変換部を有する。変換部は、同時に複数の信号を処理できることが望ましい。それにより、画像を形成するまでの時間を短縮できる。変換されたデジタル信号はメモリに格納される。
【００２３】
処理部はまた、テーブルに格納されたデータ等を用いて、メモリに格納された信号に基づき、被検体と探触子との間の界面での反射損失を補正する、補正演算部を有する。そして処理部は、補正された信号に基づき、例えばタイムドメインでの逆投影などにより、光学特性値分布などの被検体情報を生成する。
【００２４】
上記補正演算部は、任意のボクセルまたはピクセルの画像再構成において特徴的な信号補正処理、すなわち、音響波信号の強度を増幅する処理を行う。処理部は、該ボクセルまたはピクセルから探触子に垂直に入射する反射損失が小さい信号よりも、該ボクセルまたはピクセルに探触子に斜めに入射する反射損失が大きい信号を、より大きく増幅する。その結果、探触子表面での音響波の反射損失による感度差の角度分布が小さくなり、解像度の低下が改善する。
【００２５】
図１１は、本発明の反射損失補正の有無によって、被検体内にある光吸収体の強度分布がどのように変わるのかを模式的に示したものである。図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、それぞれ反射損失補正をする前と後の光吸収体断面の強度分布を模式的に示した図である。図中、横軸が被検体上での距離を、縦軸が信号強度を表す。このように、被検体内の情報を画像化する際に反射損失を補正することで解像度が改善することが分かる。
【００２６】
以下に図面を参照して、本発明の各実施例について説明する。
【００２７】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係る光音響信号取得装置の構成を示したものである。
光源１０１はＹＡＧレーザーの２倍波で励起されたチタンサファイアレーザーであり、パルス光１０２を発生する。照射光学系１０３は、例えばレンズ、ミラー、光ファイバなどで構成される。光源１０１から発せられたパルス光１０２は、照射光学系１０３により導かれ、被検体１０４に照射される。被検体１０４の内部を伝搬した光のエネルギーの一部が血液などの光吸収体１０５に吸収されると、音響波１０６が発生し、被検体１０４内を伝搬する。探触子１０８の方向に伝搬した音響波の一部は反射波１０７となり、それ以
外は探触子により受信される。
【００２８】
探触子１０８は、素子により音響波１０６を受信してアナログの電気信号に変換し、受信信号１０９として、処理部１１０に送る。処理部１１０は、変換部１１０ａ、メモリ１１０ｂ、第１のテーブル１１０ｃおよび補正演算部１１０ｄで構成される。変換部１１０ａは、受信信号１０９を増幅し、Ａ／Ｄ変換する。変換後のデジタル信号は、メモリ１１０ｂに格納される。第１のテーブル１１０ｃには、被検体と探触子の、音響インピーダンス、密度、音速のうち少なくともいずれか２つが格納されている。ただし、これらのデータは入力手段を介して操作者により変更可能である。補正演算部１１０ｄは、第１のテーブルに入力されたデータに基づいて、メモリ１１０ｂに格納された信号の反射損失を補正し、画像再構成を行う。
【００２９】
補正演算部１１０ｄで行う本発明の特徴である反射補正処理を説明するために、受信信号１０９について、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、光吸収体１０５と探触子１０８の各素子１０８ａ〜１０８ｅとの位置関係を説明するための図である。素子１０８ａと光吸収体１０５との間の距離に比べて、素子１０８ｃと光吸収体１０５との間の距離の方が短いため、音響波１０６が素子１０８ａで受信される時間よりも素子１０８ｃで受信される時間の方が早くなる。従って、画像再構成するボクセルまたはピクセルから受信されるべき時間帯の信号は、探触子の中の素子の位置に応じて異なってくる事がわかる。
【００３０】
図２（ｂ）は、伝搬する信号の関係を説明するための図である。ｔ＝０は基準時間である。ｔ＝ｔ１において、素子１０８ｃで信号１０９ｃが受信される。１０９ａ〜１０９ｅは素子１０８ａ〜１０８ｅに対応する音響波の信号である。探触子１０８からの受信信号は、変換部１１０ａを介してメモリ１１０ｂに格納される。
【００３１】
図３（ａ）は、被検体と探触子の界面で、音響波が反射または透過する様子を模式的に示した図である。図３（ａ）において、Ｚ１は被検体１０４の音響インピーダンス、Ｚ２は探触子１０８の音響インピーダンス（音響整合層のインピーダンス）である。また、θ１は音響波が探触子に入射する角度、θ２は音響波が探触子に入射した後の角度、ｃ１は被検体の音速、ｃ２は探触子の音速である。被検体を伝搬した音響波１０６は、一部が反射波１０７となり、残りが探触子に入射する。
【００３２】
図３（ｂ）は、音響波が探触子に入射する角度θ１と反射率Ｒとの関係を示すグラフである。ここで、被検体と探触子に関する値は、Ｚ１＝１．５×１０６ｋｇ／ｍ２ｓ、ｃ１＝１５００ｍ／ｓ、Ｚ２＝１．８×１０６ｋｇ／ｍ２ｓ、ｃ２＝２１００ｍ／ｓとして計算した。図３（ｂ）から分かるように、反射率Ｒは音響波が探触子に入射する角度θ１に依存する。一般に、音響波の入射角度θ１が大きいと反射率Ｒが大きくなるため、素子への音響波の入射角度が大きいほど音響波の受信強度が小さくなる。
【００３３】
次に、本発明の特徴である補正演算部１１０ｄで行う反射補正処理のフローについて、図４を参照しつつ以下に説明する。前提として、被検体のうち画像再構成の対象となる領域について、光源から光が照射され、それによって発生した音響波が探触子の各素子により受信されているものとする。この状態から、処理部による画像再構成が開始される。
【００３４】
（ステップＳ１０１）補正演算部１１０ｄは、画像再構成する領域から、任意のピクセルまたはボクセルを選択する。ここでは、ボクセルを選択して３次元の再構成をする例について説明する。
（ステップＳ１０２）補正演算部１１０ｄは、選択したボクセルを再構成するために利用できる信号を選択する。これは、ボクセルの位置に基づいて、再構成に利用可能な音響波が受信できる探触子の素子を選択することに相当する。
（ステップＳ１０３）補正演算部１１０ｄは、図２（ｂ）のような位置関係に起因する音響波の到達時間に基づき、選択した信号のうち、ステップＳ１０１で選択したボクセル由来の音響波に基づく時間範囲を算出する。
【００３５】
（ステップＳ１０４）補正演算部１１０ｄは、第１のテーブル１１０ｃに入力されたデータを取得する。ここでは、被験体および探触子の、音響インピーダンスと音速が入力されているものとする。
（ステップＳ１０５）補正演算部１１０ｄは、ボクセルと素子の位置関係から角度を求めた上で、探触子表面での音響波の反射率Ｒを計算する。反射率Ｒは、第１のテーブル１１０ｃに入力されたデータと、角度θを基に、式（１）、（２）により計算される。
Ｒ＝｜（Ｚ１ｃｏｓθ２−Ｚ２ｃｏｓθ１）／（Ｚ１ｃｏｓθ２＋Ｚ２ｃｏｓθ１）｜２
…（１）
θ２＝ｓｉｎ−１（ｃ２ｓｉｎθ１／ｃ１） …（２）
【００３６】
なお、本実施例では被検体と探触子との音響インピーダンスおよび音速を用いたが、音響インピーダンスは密度と音速との積であるため、被検体の音響インピーダンスと密度と音速のうち少なくとも２つのデータが第１のテーブル１１０ｃに入力されていればよい。
【００３７】
（ステップＳ１０６）補正演算部１１０ｄは、選択した信号に対して、音響波の入射角度θ１に応じた反射損失を補正する。補正は、該当する時間範囲の信号の強度を１−Ｒで除算することで行われる。ただし、除数は１−Ｒに限定されることはなく、例えば１−ａＲ（ａはａ≒１の係数であり、操作者により調節可能）などとしても良い。音響波が探触子表面で全反射する場合、すなわち以下の式（３）を満たす場合にはＲ＝１となるため、この場合の信号は画像再構成に用いない。
θ１≧ｓｉｎ−１（ｃ２／ｃ１） …（３）
【００３８】
また、Ｒが１に近いときは１−Ｒが０に近くなり、信号のみでなくノイズ成分も増大してしまう。その場合は、１／（１−Ｒ）の上限値を定めておき上限を超えた場合は上限値を用いる。または、上限値を超えた場合の信号は画像再構成に用いないなどの対処をすればよい。
【００３９】
（ステップＳ１０７）選択したボクセルの再構成に用いる信号を全て補正し終えていなければ、Ｓ１０２に戻って次の信号を補正する。補正し終えていれば次の処理に進む。
（ステップＳ１０８）補正演算部１１０ｄは、補正された信号を用いて、ＦＢＰ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）や整相加算（ＤＥＬＡＹ−ＡＮＤ−ＳＵＭ）などの既知の手法により画像再構成する。
【００４０】
なお、第１のテーブルからデータを取得するタイミング、再構成に用いる信号を選択し、界面での反射率を計算するタイミング、再構成を行うタイミングなどは、上記の説明に限られない。例えば処理開始直後に第１のテーブルからデータを取得してメモリ上で管理しておき、後の計算に用いるようにしても良い。
【００４１】
（ステップＳ１０９）画像再構成したい領域の全ボクセルの再構成が終わっていなければ、Ｓ１０１に戻って次のボクセルを選択する。一方、所望の領域内の全てのボクセルの再構成が終わっていれば、処理を終了する。生成されたデータは被検体情報として保存される。さらに、画像表示に好適なように画像補正理や強調を施しても良い。
【００４２】
なお、本実施例では数式（１）、（２）を用いたが、数式はこれに限定されず、近似式を適用しても良い。例えば数式（１）に対する近似式として、数式（１）の右辺にＡ（Ａ
≒１であり、調節可能な係数）を乗じた式を用いることが可能である。
【００４３】
また、本実施例では複数の探触子を被検体表面に配置させた例を示しているが、複数の場所で音響波を受信できれば同じ効果が得られるため、１素子からなる探触子を被検体表面上で１次元または２次元に走査してもよい。
【００４４】
以上述べた本実施例の構成によれば、探触子表面での音響波の反射損失を補正することで、探触子の正面方向の受信感度と周辺方向の受信感度の差が小さくなるため、探触子の開口を実質的に広げることができる。この結果、画像再構成の際に様々な角度からの受信信号が寄与することになり、解像度が改善される。
【００４５】
＜実施例２＞
実施例１では、第１のテーブル１１０ｃに格納された被検体の音響インピーダンスと音速から探触子表面での反射損失をボクセルまたはピクセルごとに補正する構成を述べた。本実施例では、画像再構成領域内の全てのボクセルまたはピクセルに対応した、受信位置ごとの増幅率を用いて補正する方法について説明する。
【００４６】
図５Ａは、本実施例の光音響信号取得装置の構成を模式的に示した図であり、処理部１１０以外は図１と同様の構成であるため説明を省略する。図５Ａの第２のテーブル１１０ｅには、画像再構成領域内の全てのボクセルまたはピクセルを画像再構成する際に必要となる探触子ごとの増幅率が入力されている。すなわち、テーブル１１０ｅには、素子と、処理対象となるボクセルまたはピクセルとの位置関係（距離および角度）に応じた増幅率が、装置の構成から取り得る全ての角度ごとに格納されている。この増幅率は、被検体および探触子の音速およびインピーダンスと、音響波の入射角度を定めておけば、実施例１の式（１）を用いて計算しておくことができる。
【００４７】
図５Ｂを参照しつつ、本実施例の補正フローについて説明する。このフローは、実施例１の図４のステップＳ１０４およびＳ１０５の代わりに、ステップＳ２０１が実行される点のみが異なる。したがって実施例１と異なる部分以外の説明は簡潔なものとする。
【００４８】
（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）補正演算部１１０ｄは、任意のボクセルを選択し、当該ボクセルの再構成に用いる信号の時間範囲を算出する。
（ステップＳ２０１）補正演算部１１０ｄは、第２のテーブル１１０ｅから補正データを取得する。上述したように、補正データには、選択したボクセルと選択した素子の位置関係と、被検体と探触子の音速や音響インピーダンス等の特性とから求められる反射率に基づく、適切な増幅率が格納されている。よって選択した信号にこの増幅率をもって増幅処理を行うことにより、反射損失を補正できる。なお、増幅率に変えて、単に反射率を格納しておいても良い。
（ステップＳ１０６〜Ｓ１０９）補正演算部１１０ｄは、増幅処理が行われた信号を用いてボクセルの再構成を行い、対象領域に含まれる全ボクセルの再構成が完了した時点で処理が終了する。
【００４９】
以上述べた本実施例の構成においても、探触子表面での反射損失を補正できるため、解像度が改善される。反射損失を補正するために必要な増幅率が各ボクセルまたはピクセルごとに予め分かっており、テーブル参照により容易に取得できるため、実施例１のように毎回数式を計算しなくて済み、さらに処理時間を短縮することができる。
【００５０】
＜実施例３＞
本実施例では、探触子の開口による感度の低下を補正する構成について述べる。補正の方法は、探触子表面での反射損失を補正する方法と同様である。つまり、第１のテーブル
１１０ｃに探触子の情報を予め格納しておく。そして補正演算部１１０ｄは、任意のボクセルまたはピクセルから受信されるべき時間範囲の信号に対して、音響波の入射角度θ１に応じて増幅処理を行う。
【００５１】
具体的には、探触子の素子が矩形である場合、指向性Ａ（θ）は、以下の式（４）で与えられる。ここで、ｋは波数、ａは探触子の素子サイズ、θは探触子に音響波が入射する角度である。この式により、音響波が素子に対して角度θだけ斜めに入射した場合の、垂直に入射した信号に対する係数を求めることができる。
Ａ（θ）＝｜｛ｓｉｎ（ｋａｓｉｎθ）｝／（ｋａｓｉｎθ）｜ …（４）
【００５２】
図６を参照しつつ、本実施例の補正フローについて説明する。なお、実施例１の図４と異なる部分以外の説明は簡潔なものとする。
【００５３】
（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）補正演算部１１０ｄは、任意のボクセルを選択し、当該ボクセルの再構成に用いる信号の時間範囲を算出する。
（ステップＳ１０４）本実施例においては、補正演算部１１０ｄは、第１のテーブル１１０ｃから、反射率を求めるためのデータ（例えば音響インピーダンスと音速）に加えて、指向性の計算に用いるデータ（例えば波数や素子サイズ）を取得する。
（ステップＳ１０５）補正演算部１１０ｄは、ボクセルと素子の位置関係から角度を求めた上で、探触子表面での音響波の反射率Ｒを、式（１）、（２）から計算する。
（ステップＳ３０１）本実施例においては、補正演算部１１０ｄは、式（４）を用いて探触子の指向性Ａ（θ）を計算する。
【００５４】
（ステップＳ１０６）本実施例においては、補正演算部１１０ｄは、反射率Ｒに基づく増幅処理に加え、指向性Ａ（θ）に基づく増幅処理を行うことにより、信号の補正を行う。求める時間範囲の信号に対して、まず、強度を１−Ｒで除算する補正を行い、さらに、Ａ（θ）による除算を行う。
ただし、開口の補正に用いる値はＡ（θ）に限定されることはなく、例えばｂＡ（θ）（ｂはｂ≒１の係数であり、操作者により任意に調節可能）としても良い。また、素子サイズが大きい場合にノイズの影響が大きくなることを避けるため、１／Ａ（θ）に上限値を設けても良い。
【００５５】
（ステップＳ１０７〜Ｓ１０９）補正演算部１１０ｄは、増幅処理が行われた信号を用いてボクセルの再構成を行い、対象領域に含まれる全ボクセルの再構成が完了した時点で処理が終了する。これにより、領域内の被検体の情報が画像化される。
【００５６】
以上述べた本実施例の構成によれば、探触子表面での音響波の反射損失だけではなく、探触子の指向性も補正されるため、より正確な画像を得ることができる。
【００５７】
なお、式（４）により毎回計算をするのではなく、探触子の指向性を予め実測して第１のテーブル１１０ｃに格納しておき、それを用いても良い。
【００５８】
＜実施例４＞
被検体を固定して測定したい場合や被検体上で探触子を走査したい場合には、被検体を保持板で保持すると良い。この場合、被検体を圧迫した保持板を介して、探触子で音響波を受信することになる。すると、被検体と保持板との界面や、保持板と探触子との界面で音響波の反射損失が生じるため、正確な画像が得られなくなるという問題が新たに生じる。
【００５９】
そこで、本実施例では、被検体を保持板で保持する場合に、被検体と保持板の界面およ
び保持板と探触子の界面における音響波の反射損失を補正し、正確な画像を得るための構成例について説明する。
【００６０】
図７は、本発明の実施例３に係る光音響信号取得装置の構成を示したものである。光音響信号取得装置は、光源２０１、ミラーなどの照射光学系２０２、探触子２０８、処理部２１０を備える。これらは実施例１と同じものを使用できる。
【００６１】
本実施例での光音響信号取得装置は、保持板２１１を備える。保持板２１１は固定されていてもよいし、可動でもよい。あるいは２枚の保持板がある場合、一方を固定し他方を可動にして、被検体を適度な薄さに圧迫保持しても良い。光源側の保持板は光を透過しやすいポリカーボネートやアクリル、探触子側の保持板は音響波を透過しやすいポリメチルペンテンが好適である。
【００６２】
本実施例においては、被検体と保持板の界面および保持板と探触子の界面における反射損失を補正する。そのため、第１のテーブル２１０ｃには、被検体と保持板と探触子に関して、音響インピーダンス、密度、音速データのうち少なくとも２つが格納されている。
補正方法は、実施例１のような計算手法で反射率を求めた後、信号強度を反射率で除算して増幅する処理を、それぞれの界面ごとに適用すれば良い。
【００６３】
また、実施例２と同様に、処理部２１０が、画像再構成領域内の全てのボクセルまたはピクセルに対応した探触子の各素子の増幅率を有する第２のテーブル２１０ｅ（不図示）を有するようにしても良い。
【００６４】
以上述べた本実施例の構成によれば、被検体が保持板で保持される場合においても被検体と保持板の界面および保持板と探触子の界面での音響波の反射損失が補正され、解像度が改善された画像を得ることができる。
【００６５】
＜実施例５＞
実施例４では、被検体と保持板界面、保持板と探触子界面での音響波の反射損失を補正したが、保持板内での音響波の減衰率も求め、この減衰を補正すれば、より正確に被検体内の情報を画像化することができる。本実施例では、この方法について図８を用いて以下に説明する。
【００６６】
図８において、２０４は被検体、２１１は保持板、２０８は探触子であり、音響波２０６は、被検体から保持板を介して探触子に入射する。保持板の厚さをｄ、吸収係数をμ、保持板から探触子へ音響波が入射する角度をθとすると、保持板に入射した直後の音響波の強度Ｓ０と保持板から出射する直前の音響波の強度Ｓ１との関係は、式（５）のようになる。
Ｓ１＝Ｓ０ｅｘｐ（−μｄ／ｃｏｓθ） …（５）
【００６７】
従って、実施例４において、信号強度を反射率で除算する補正を行うときに、同時に信号強度をｅｘｐ（−μｄ／ｃｏｓθ）で除算すれば、保持板内での音響波の減衰を減衰率に応じて補正し、より正確な画像を取得することができる。
【００６８】
以上述べた本実施例の構成によれば、保持板内での音響波の減衰が補正されるため、より正確な画像を得ることができる。なお、本実施例では数式（５）を用いたが、数式はこれに限定されず、近似式を適用しても良い。
【００６９】
＜実施例６＞
実施例１〜５では被検体の音響インピーダンスとして推定値を用いたが、音響インピー
ダンスは被検体ごとに異なる場合がある。従って、より正確な画像を得るためには被検体ごとに音響インピーダンスを実測して、その結果を用いて音響波の反射損失を補正することが望ましい。本実施例では被検体の音響インピーダンスを実測し、その結果に基づいて反射損失を補正する構成例について説明する。
【００７０】
図９（ａ）は、本実施例に係る光音響信号取得装置の構成を示したものである。光音響信号取得装置は、光源３０１、ミラーなどの照射光学系３０２、探触子３０８、処理部３１０、保持板３１１を備える。これらは上記実施例と同じものを使用できる。また、本実施例での光音響信号取得装置は、被検体３０４に探触子３０８から超音波を送信させるための送信回路３１２を備える。送信回路３１２から送信信号３１３が探触子３０８に送られることにより、探触子３０８から超音波が送信される。
【００７１】
被検体の音響インピーダンスの測定方法について図９（ｂ）を用いて以下に述べる。まず、保持板が被検体を保持せず、空気と接触している状態で、探触子から保持板と空気界面に向かって、ある強度のパルス送信波３１４を入射する。この超音波強度をＳ２とする。超音波は保持板と空気界面でほぼ全反射するため、入射した超音波強度Ｓ２とほぼ同じ強度の超音波（第１の反射波）が探触子で受信される。
【００７２】
次に、保持板が被検体を保持している状態で超音波送信を行う。基準時間ｔ＝０に、探触子３０８から保持板３１１を介して被検体３０４に向けて、前と同じ強度Ｓ２のパルス送信波３１４を入射する。すると、入射されたパルス送信波３１４が被検体と保持板の界面で反射する（第２の反射波）。
【００７３】
このとき、保持板内での音速ｃが既知であれば、超音波が厚さｄの保持板３１１を往復する時間（ｔ＝２ｄ／ｃ）が算出できる。そこで、基準時間から時間ｔが経過したときに探触子に到達するパルス反射波３１５の強度Ｓ３を検出する。ここから、反射率Ｒ＝Ｓ３／Ｓ２を算出できる。
【００７４】
被検体の音響インピーダンスをＺ１、保持板の音響インピーダンスをＺ２とすれば、反射率ＲとＺ１、Ｚ２の関係は式（６）となる。
Ｒ＝｜（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｚ２＋Ｚ１）│２ …（６）
【００７５】
従って、保持板の音響インピーダンスＺ２が既知であれば、反射率Ｒを測定して、それから被検体３０４の音響インピーダンスＺ1を算出することができる。算出された被検体
３０４の音響インピーダンスはテーブル３１０ｃに格納される。
【００７６】
続いて、格納された被検体３０４の音響インピーダンスに基づいて、実施例１で述べた手法により画像再構成を行う。
【００７７】
以上述べた本実施例の構成によれば、被検体の音響インピーダンスを実測できるため、より正確に反射損失が補正され、解像度が改善された画像を得ることができる。
【００７８】
なお、補正の際は第１のテーブル３１０ｃに限定されず、画像再構成領域内の全てのボクセルまたはピクセルに対応した探触子の各素子の補正データを有する第２のテーブルを用いても良い。この場合、被検体３０４の音響インピーダンスを本実施例の方法で求めた後、ボクセルまたはピクセルと探触子の素子の位置関係に基づいて補正に用いるデータを計算しておく。そして補正データを第２のテーブル３１０ｅに保存しておき、画像再構成を行えばよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０８：探触子、１１０：処理部、１１０ｃ：第１のテーブル、１１０ｄ：補正演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする探触子と、
前記受信信号の強度を用いて前記被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理部と、
を有する被検体情報取得装置であって、
前記処理部は、前記探触子に前記音響波が入射する際の角度に応じて求められる前記音響波の反射損失に対応した増幅を行って、前記受信信号の強度を補正する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記探触子に前記音響波が入射する際の反射率をＲとしたとき、前記処理部は、前記被検体情報の生成に用いる前記受信信号の強度を（１−Ｒ）で除算することにより、前記増幅を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記被検体および前記探触子に関して、音響インピーダンス、密度および音速のうち少なくとも２つが格納されている第１のテーブルをさらに有し、
前記処理部は、前記第１のテーブルに格納されている情報に基づく計算により、前記反射率を求める
ことを特徴とする請求項２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記探触子に前記音響波が入射する角度ごとに、前記受信信号の強度の補正に用いる増幅率が格納されている第２のテーブルをさらに有し、
前記処理部は、前記被検体情報の生成に用いる前記受信信号の強度を前記増幅率で増幅する
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記探触子に前記音響波が入射する角度に応じて低下する前記探触子の前記音響波に対する感度に基づいて、前記受信信号の強度を補正する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記被検体を保持する保持板をさらに有し、
前記探触子は、前記保持板を介して前記被検体からの音響波を受信するものであり、
前記処理部は、前記探触子に前記音響波が入射するときの反射損失に対応した増幅に加えて、前記保持板に前記音響波が入射するときの反射損失に対応した増幅を行って、前記受信信号の強度を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記保持板における前記音響波の減衰率を前記保持板の厚さと吸収係数に基づいて計算し、当該減衰率に基づいて前記受信信号の強度の増幅を行う
ことを特徴とする請求項６に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記探触子は、前記被検体を保持していない状態の前記保持板に音響波を送信して第１の反射波を受信した後、前記被検体を保持している状態の前記保持板に音響波を送信して第２の反射波を受信し、
前記処理部は当該第１および第２の反射波の強度ならびに前記保持板の音響インピーダンスから求められる前記被検体の音響インピーダンスを用いて、前記反射損失を求める
ことを特徴とする請求項６または７に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
探触子が、光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする受信ステップと、
処理部が、前記受信信号の強度を用いて前記被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理ステップと、
を有する被検体情報取得方法であって、
前記処理ステップでは、前記探触子に前記音響波が入射する際の角度に応じて求められる前記音響波の反射損失に対応した増幅が行われて、前記受信信号の強度が補正される
ことを特徴とする被検体情報取得方法。
【請求項１】
光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする探触子と、
前記受信信号の強度を用いて前記被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理部と、
を有する被検体情報取得装置であって、
前記処理部は、前記探触子に前記音響波が入射する際の角度に応じて求められる前記音響波の反射損失に対応した増幅を行って、前記受信信号の強度を補正する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記探触子に前記音響波が入射する際の反射率をＲとしたとき、前記処理部は、前記被検体情報の生成に用いる前記受信信号の強度を（１−Ｒ）で除算することにより、前記増幅を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記被検体および前記探触子に関して、音響インピーダンス、密度および音速のうち少なくとも２つが格納されている第１のテーブルをさらに有し、
前記処理部は、前記第１のテーブルに格納されている情報に基づく計算により、前記反射率を求める
ことを特徴とする請求項２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記探触子に前記音響波が入射する角度ごとに、前記受信信号の強度の補正に用いる増幅率が格納されている第２のテーブルをさらに有し、
前記処理部は、前記被検体情報の生成に用いる前記受信信号の強度を前記増幅率で増幅する
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記探触子に前記音響波が入射する角度に応じて低下する前記探触子の前記音響波に対する感度に基づいて、前記受信信号の強度を補正する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記被検体を保持する保持板をさらに有し、
前記探触子は、前記保持板を介して前記被検体からの音響波を受信するものであり、
前記処理部は、前記探触子に前記音響波が入射するときの反射損失に対応した増幅に加えて、前記保持板に前記音響波が入射するときの反射損失に対応した増幅を行って、前記受信信号の強度を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記保持板における前記音響波の減衰率を前記保持板の厚さと吸収係数に基づいて計算し、当該減衰率に基づいて前記受信信号の強度の増幅を行う
ことを特徴とする請求項６に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記探触子は、前記被検体を保持していない状態の前記保持板に音響波を送信して第１の反射波を受信した後、前記被検体を保持している状態の前記保持板に音響波を送信して第２の反射波を受信し、
前記処理部は当該第１および第２の反射波の強度ならびに前記保持板の音響インピーダンスから求められる前記被検体の音響インピーダンスを用いて、前記反射損失を求める
ことを特徴とする請求項６または７に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
探触子が、光を照射された被検体内部で発生して被検体表面に伝搬する音響波を受信して受信信号とする受信ステップと、
処理部が、前記受信信号の強度を用いて前記被検体内部の光学特性値に基づく情報である被検体情報を生成する処理ステップと、
を有する被検体情報取得方法であって、
前記処理ステップでは、前記探触子に前記音響波が入射する際の角度に応じて求められる前記音響波の反射損失に対応した増幅が行われて、前記受信信号の強度が補正される
ことを特徴とする被検体情報取得方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−５６０３２（Ｐ２０１３−５６０３２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６０４９（Ｐ２０１１−１９６０４９）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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