特開 2024-6649 超音波撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024006649

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】超音波撮像装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/13 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

A61B8/13

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022107739

(22)【出願日】2022-07-04

(71)【出願人】

【識別番号】320011683

【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹島 啓純

(72)【発明者】

【氏名】田中 智彦

(72)【発明者】

【氏名】丸山 美咲

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601DE16

4C601EE07

4C601EE11

4C601FF11

4C601GA20

4C601GA26

4C601GA28

4C601JB01

4C601JB45

4C601JB48

4C601KK24

(57)【要約】

【課題】光音響波発生源から発生した光音響波の受信時間を増大させることなく、受信した光音響波の強度を増大させることを目的とする。
【解決手段】光音響撮像における超音波の受信時間ｔ８内に、レーザ光が光音響波発生源に複数回照射される。これにより、受信時間ｔ８内に複数の光音響波が光音響波発生源から発生し、超音波撮像装置１２の受信部３２によって受信される。複数の光音響波の時間軸上の位置が調整されて、複数の光音響波が加算平均される。加算平均によって得られた信号に基づいて光音響像が生成される。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体に対して超音波を送受信することで超音波画像を生成する撮像手段と、
前記被検体の内部に挿入された光音響波発生源から発生した光音響波を受信することで、前記光音響波発生源の位置を画像化する光音響撮像手段と、
前記光音響波発生源から発生した光音響波の受信時間であって光音響波による撮像の領域に基づいて定められる受信時間よりも短い周期で、前記光音響波発生源から光音響波を発生させる制御手段と、
を含むことを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項2】

請求項１に記載の超音波撮像装置において、
前記制御手段は、前記受信時間内に複数回、前記光音響波発生源から光音響波を発生させ、
その回数は、前記光音響波発生源から光音響波を発生させるために前記光音響波発生源に照射される光の強度の制限値に基づいて定められる、
ことを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の超音波撮像装置において、
前記制御手段は、前記光音響波発生源から光音響波を発生させるために前記光音響波発生源に照射される光の発光回数とその発光の間隔に応じて、前記光音響波発生源から光音響波を発生させるための光の強度とその発光時間とを変更する、
ことを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項4】

請求項１に記載の超音波撮像装置において、
前記制御手段は、前記受信時間内に複数回、前記光音響波発生源から光音響波を発生させ、
前記光音響撮像手段は、前記受信時間内に受信した複数の光音響波に基づいて、前記光音響波発生源の位置を画像化する、
ことを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項5】

請求項４に記載の超音波撮像装置において、
前記光音響撮像手段は、更に、前記複数の光音響波によって生じるアーティファクトを除去する、
ことを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項6】

請求項４に記載の超音波撮像装置において、
前記光音響撮像手段は、前記複数の光音響波を整相処理し、その整相後に、前記複数の光音響波の時間軸上の位置を調整して加算平均する、
ことを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項7】

請求項４に記載の超音波撮像装置において、
前記光音響撮像手段は、整相前に、前記複数の光音響波の時間軸上の位置を調整して加算平均する、
ことを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項8】

請求項７に記載の超音波撮像装置において、
前記光音響撮像手段は、整相処理が施される前の光音響波を、整相処理が施された結果から逆整相処理によって推測する、
ことを特徴とする超音波撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波撮像装置に関し、特に、被検体の内部に挿入された超音波発生源からの超音波を受信して画像を生成する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

カテーテル治療は、一般的に、開胸等の手術と比較して患者の負担が少ない術式である。そのため、カテーテル治療は、主に血管狭窄等の病気を治療するために用いられる。カテーテル治療では、治療対象となる領域とカテーテルとの位置関係を把握することが重要である。その位置関係の把握を支援する撮像方法として、Ｘ線透視が用いられることがある。また、特許文献１に記載されているように、超音波画像を支援画像として用いる技術が知られている。

【0003】

特許文献１には、ガイドワイヤに搭載された超音波発生源からの超音波を受信して超音波画像を生成する装置が記載されている。具体的には、超音波プローブを構成する振動子アレイに到達する超音波（超音波発生源からの超音波）の到達時間差又は撮像領域からの距離に依存する超音波発生源の画像を用いて、ガイドワイヤの先端位置が推定される。また、この推定結果を用いて撮像結果とガイドワイヤの先端との相対的な位置関係を把握する技術が開示されている。

【0004】

特許文献２には、導光部材からの光を吸収して光音響波を発生させる光吸収部材が、挿入物の先端に設けられ、光音響波を受信することで挿入物の先端を可視化する技術が記載されている。また、複数回のパルス光を光吸収部材に照射し、光吸収部材から発生して超音波プローブによって複数回受信された光音響波の検出信号を加算平均することで、１つの画像を生成する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－２１３６８０号公報

【特許文献2】特許第６３１７８４７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、光音響波の強度は弱いため、光音響波を用いて挿入物の先端位置を把握することが困難なことがある。これに対処するために、複数のパルス光を照射して複数の光音響波を受信し、複数の光音響波を加算することで強度を高めることが考えられる。しかし、着目する領域の深さに応じた超音波の伝搬時間によりパルス光の繰り返し周期が制限されるため、複数の光音響波を受信するための受信時間が増大し、その結果、超音波画像の更新速度が低下するという問題が生じる。

【0007】

本発明は、光音響波発生源から発生した光音響波の受信時間を増大させることなく、受信した光音響波の強度を増大させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の１つの態様は、被検体に対して超音波を送受信することで超音波画像を生成する撮像手段と、前記被検体の内部に挿入された光音響波発生源から発生した光音響波を受信することで、前記光音響波発生源の位置を画像化する光音響撮像手段と、前記光音響波発生源から発生した光音響波の受信時間であって光音響波による撮像の領域に基づいて定められる受信時間よりも短い周期で、前記光音響波発生源から光音響波を発生させる制御手段と、を含むことを特徴とする超音波撮像装置である。

【0009】

前記制御手段は、前記受信時間内に複数回、前記光音響波発生源から光音響波を発生させ、その回数は、前記光音響波発生源から光音響波を発生させるために前記光音響波発生源に照射される光の強度の制限値に基づいて定められてもよい。

【0010】

前記制御手段は、前記光音響波発生源から光音響波を発生させるために前記光音響波発生源に照射される光の発光回数とその発光の間隔に応じて、前記光音響波発生源から光音響波を発生させるための光の強度とその発光時間とを変更してもよい。

【0011】

前記制御手段は、前記受信時間内に複数回、前記光音響波発生源から光音響波を発生させ、前記光音響撮像手段は、前記受信時間内に受信した複数の光音響波に基づいて、前記光音響波発生源の位置を画像化してもよい。

【0012】

前記光音響撮像手段は、更に、前記複数の光音響波によって生じるアーティファクトを除去してもよい。

【0013】

前記光音響撮像手段は、前記複数の光音響波を整相処理し、その整相後に、前記複数の光音響波の時間軸上の位置を調整して加算平均等の処理を加えてもよい。

【0014】

前記光音響撮像手段は、整相前に、前記複数の光音響波の時間軸上の位置を調整して加算平均してもよい。

【0015】

前記光音響撮像手段は、整相処理が施される前の光音響波を、整相処理が施された結果から逆整相処理によって推測してもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、光音響波発生源から発生した光音響波の受信時間を増大させることなく、受信した光音響波の強度を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態に係る医療支援システムの構成を示すブロック図である。

【図2】被検体内に挿入された生体挿入具と超音波発生源とを示す図である。

【図3】実施形態に係る超音波撮像装置の構成を示すブロック図である。

【図4】医療支援システムの動作の概略を示すフローチャートである。

【図5】参考例に係る撮像のタイミングを示すシーケンス図である。

【図6】実施形態に係る撮像のタイミングを示すシーケンス図である。

【図7】実施形態に係る撮像のタイミングを示すシーケンス図である。

【図8】実施形態に係る処理の流れを示すフローチャートである。

【図9】実施形態に係る処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】光音響撮像によって得られた受信信号及び画像を示す図である。

【図11】フィルタを含む処理の流れを示すフローチャートである。

【図12】変形例に係る撮像のタイミングを示すシーケンス図である。

【図13】変形例に係る撮像のタイミングを示すシーケンス図である。

【図14】変形例に係る信号処理方法の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１を参照して、実施形態に係る医療支援システムについて説明する。図１には、実施形態に係る医療支援システムの構成が示されている。実施形態に係る医療支援システム１０は、一例として、カテーテルを用いた治療を支援するシステムである。この例は一例に過ぎず、医療支援システム１０が支援する治療は、カテーテルを用いた治療に限定されるものではなく、被検体に挿入される器具を用いた治療であればよい。

【0019】

医療支援システム１０は、一例として、超音波撮像装置１２と超音波発生装置１４と生体挿入具１６とを含む。

【0020】

超音波撮像装置１２は、超音波プローブ１８と装置本体２０とを含み、超音波プローブ１８を用いた超音波の送受信によって画像データを生成する。例えば、超音波撮像装置１２は、被検体２６内に超音波を送信し、被検体２６の内部にて反射した超音波を受信することで、被検体２６の内部の組織を表す画像データを生成する。また、後述するように、超音波撮像装置１２は、超音波発生源２２から発生した超音波を受信することで画像データを生成する。

【0021】

超音波発生装置１４は、超音波発生源２２と駆動装置２４とを含み、超音波を発生させる装置である。超音波発生装置１４は、生体挿入具１６に搭載される。

【0022】

生体挿入具１６は、細長い管状の器具であり、例えば、バルーンカテーテル、マイクロカテーテル又は栄養カテーテル等の治療用器具や、このような治療用器具を目的の部位に運ぶためのガイドワイヤ等である。以下では一例として、生体挿入具１６がガイドワイヤであるものとする。

【0023】

超音波発生源２２は、一例として、光音響（Photo Acoustic）効果によって超音波を発生させる。超音波発生源２２は、光音響効果以外の原理によって超音波を発生させてもよい。例えば、超音波発生源２２が圧電素子等の超音波振動子によって構成されてもよい。この場合、駆動装置２４は、圧電素子駆動回路として機能して超音波発生源２２から超音波を発生させる。以下では、超音波発生源２２は、光音響効果によって超音波を発生させるものとする。なお、超音波発生源２２は、光音響波発生源の一例に相当する。

【0024】

以下、図１及び図２を参照して、超音波発生装置１４について詳しく説明する。図２は、被検体２６内に挿入された生体挿入具１６と超音波発生源２２とを示す図である。

【0025】

超音波発生装置１４は、図示しない光ファイバを含む。生体挿入具１６は、一例として、フレキシブルな中空のガイドワイヤであり、光ファイバは、その生体挿入具１６に沿って設けられる。光ファイバの一方端（被検体２６内に挿入される側の端部）には、超音波発生源２２が設けられている。光ファイバの他方端（超音波発生源２２が設けられている端部とは反対側の端部）には、駆動装置２４が設けられている。駆動装置２４は、一例として、レーザ光を発生させる光源を含む。光ファイバは、光を導く導光部材として機能し、駆動装置２４が発光したレーザ光を光ファイバの一方端に設けられている超音波発生源２２に導く。超音波発生装置１４とガイドワイヤとしての生体挿入具１６とを含む装置が、光音響源搭載ワイヤと呼ばれることがある。

【0026】

図２に示す例では、ガイドワイヤとしての生体挿入具１６が、被検体２６内に存在する血管２８内に挿入されている。光ファイバの一方端が、生体挿入具１６の一方端（被検体２６内に挿入される側の端部）に設けられることで、光ファイバの一方端に設けられている超音波発生源２２は、生体挿入具１６の一方端に設けられることになる。なお、図２に示す例では、１つの超音波発生源２２が生体挿入具１６の一方端に設けられているが、超音波発生源２２の設置個所は、生体挿入具１６の一方端に限定されるものではない。複数の超音波発生源２２が設けられてもよい。

【0027】

超音波発生源２２は、駆動装置２４からのレーザ光を受けることで、超音波である光音響波を発生させる。例えば、超音波発生源２２は、公知の色素（例えば光増感剤）、金属ナノ粒子又は炭素ベース化合物体等によって構成されている。光ファイバの一方端とその一方端に設けられている超音波発生源２２は、樹脂製の封止部材等によって覆われている。

【0028】

超音波発生源２２から発生した光音響波は、被検体２６の体表に設けられている超音波プローブ１８によって受信される。装置本体２０は、超音波プローブ１８が受信した光音響波に基づいて、超音波発生源２２を表す画像データを生成する。また、超音波プローブ１８は、被検体２６内に超音波を送信し、被検体２６内で反射された超音波を受信し、装置本体２０は、その受信した超音波に基づいて、被検体２６内の組織（例えば血管２８を含む組織）を表す画像データ（例えば断面画像データ）を生成する。被検体２６内の組織を表す断面画像に、超音波発生源２２を表す画像が重畳されて、これらの画像がディスプレイに表示される。これにより、術者は、被検体２６内（例えば血管２８内）における生体挿入具１６の一方端の位置を把握することができる。

【0029】

以下、図３を参照して、超音波撮像装置１２の構成について説明する。図３は、超音波撮像装置１２の構成を示すブロック図である。

【0030】

超音波プローブ１８は、超音波を送受信する装置である。超音波プローブ１８は、例えば１Ｄアレイ振動子を含む。１Ｄアレイ振動子は、複数の超音波振動子が一次元的に配列されることで構成される。１Ｄアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、超音波ビームが繰り返し電子走査される。これにより、電子走査毎に生体内に走査面が形成される。走査面は、二次元エコーデータ取込空間に相当する。超音波プローブ１８は、１Ｄアレイ振動子でなく、複数の振動素子が二次元的に配列されて形成された２Ｄアレイ振動子を含んでもよい。２Ｄアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、超音波ビームが繰り返し電子走査されると、電子走査毎に二次元エコーデータ取込空間としての走査面が形成される。超音波ビームが二次元的に走査されると、三次元エコーデータ取込空間としての三次元空間が形成される。走査方式として、セクタ走査、リニア走査又はコンベックス走査等が用いられる。体表に設置される超音波プローブに限られず、血管内超音波（ＩＶＵＳ）等に用いられる超音波プローブのように、体表以外に設置される超音波プローブが用いられてもよい。

【0031】

装置本体２０は、送信部３０と、受信部３２と、制御部３４と、入力部３６と、表示部３８と、記憶部４０とを含む。

【0032】

送信部３０は、送信ビームフォーマとして機能する。受信部３２は、受信ビームフォーマとして機能する。送信時において、送信部３０は、超音波プローブ１８に含まれる複数の超音波振動子に対して一定の遅延関係をもった複数の送信信号を供給する。これにより、超音波の送信ビームが形成される。受信時において、生体内からの反射波（ＲＦ信号）が超音波プローブ１８により受信され、これにより超音波プローブ１８から受信部３２へ複数の受信信号が出力される。受信部３２は、複数の受信信号に対して整相加算処理を適用することで、受信ビームを形成する。そのビームデータが制御部３４の信号処理部４２に出力される。すなわち、受信部３２は、各超音波振動子から得られる受信信号に対して、各超音波振動子に対する遅延処理条件に従って遅延処理を施し、複数の超音波振動子から得られる複数の受信信号を加算処理することで受信ビームを形成する。遅延処理条件は、遅延時間を示す受信遅延データによって規定される。複数の超音波振動子に対応する受信遅延データセット（つまり遅延時間のセット）は制御部３４から供給される。

【0033】

送信部３０と受信部３２の作用によって、超音波ビーム（つまり送信ビーム及び受信ビーム）が電子的に走査され、これによって、走査面が形成される。走査面は複数のビームデータに相当し、それらは受信フレームデータ（具体的にはＲＦ信号フレームデータ）を構成する。なお、各ビームデータは深さ方向に並ぶ複数のエコーデータにより構成される。超音波ビームの電子走査を繰り返すことで、時間軸上に並ぶ複数の受信フレームデータが受信部３２から出力される。それらが受信フレーム列を構成する。

【0034】

２Ｄアレイ振動子等によりボリューム撮像を行う場合には、上記処理に加えて、送信部３０と受信部３２の作用によって超音波ビームが二次元的に電子走査されると、三次元エコーデータ取込空間が形成され、その三次元エコーデータ取込空間からエコーデータ集合体としてのボリュームデータが取得される。超音波ビームの電子走査を繰り返すことにより、時間軸上に並ぶ複数のボリュームデータが受信部３２から出力される。それらがボリュームデータ列を構成する。

【0035】

制御部３４は、信号処理部４２と撮像制御部４４と表示画像生成部４６とを含み、超音波プローブ１８による超音波の送受信を制御し、受信した超音波に基づいて画像データを生成する。また、制御部３４は、超音波発生装置１４を制御する。具体的には、制御部３４は、駆動装置２４によるレーザ光の発光を制御し、超音波発生源２２からの超音波に基づいて画像データを生成する。

【0036】

信号処理部４２は、受信部３２から出力されるビームデータに対して、検波、対数圧縮及びコンバート機能（ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）による座標変換機能及び補間処理機能等）等の信号処理を適用することで、画像データ（例えばＢモード画像）を生成する装置である。

【0037】

撮像制御部４４は、反射超音波像の撮像のタイミングと光音響像の撮像のタイミングを制御する。また、撮像制御部４４は、反射超音波像の撮像の回数と光音響像の撮像の回数を制御する。

【0038】

反射超音波像は、超音波プローブ１８から送信されて被検体２６内で反射された超音波（つまり反射波）に基づいて生成される画像データである。つまり、反射超音波像は、反射超音波を受信した受信部３２から出力された反射超音波信号に基づいて生成される画像データである。反射超音波像の撮像は、超音波プローブ１８から超音波を送信し、その送信した超音波の反射波を受信することで、反射超音波像を生成することである。以下では、反射超音波像の撮像を「反射超音波撮像」と称する。

【0039】

光音響像は、超音波発生源２２からの光音響波に基づいて生成される画像データである。つまり、光音響像は、光音響波を受信した受信部３２から出力された光音響信号に基づいて生成される画像データである。光音響像の撮像は、超音波発生源２２からの光音響波に基づいて光音響像を生成することである。以下では、光音響像の撮像を「光音響撮像」と称することとする。

【0040】

撮像制御部４４は、後述する条件に従って、反射超音波撮像及び光音響撮像のそれぞれの撮像回数、撮像の周期及びタイミングを計算する。撮像制御部４４は、その計算結果に基づいて、反射超音波撮像を行うために、送信部３０による超音波の送信及び受信部３２による超音波の受信を制御する。これにより、反射超音波信号が生成され、その反射超音波信号に基づいて反射超音波像が生成される。また、撮像制御部４４は、光音響撮像を行うために、駆動装置２４によるレーザ光の発光及び受信部３２による光音響波の受信を制御する。これにより、光音響信号が生成され、その光音響信号に基づいて光音響像が生成される。なお、撮像制御部４４は、制御手段の一例に相当する。

【0041】

信号処理部４２は、反射超音波信号処理部４８と、反射像フィルタ部５０と、光音響像処理部５２と、光音響像フィルタ部５４とを含む。

【0042】

反射超音波信号処理部４８は、反射超音波撮像を行うことで受信部３２から出力された反射超音波信号（ＲＦ信号）に対して信号処理を適用することで、Ｂモード画像等の反射超音波像を生成する。つまり、反射超音波信号処理部４８は、反射超音波信号を画像化することで反射超音波像を生成する。なお、送信部３０、受信部３２及び反射超音波信号処理部４８が、撮像手段の一例に相当する。

【0043】

反射像フィルタ部５０は、反射超音波信号処理部４８から出力された反射超音波像に対してフィルタ処理を適用する。

【0044】

光音響像処理部５２は、光音響撮像を行うことで受信部３２から出力された光音響信号に対して信号処理を適用することで、光音響像を生成する。つまり、光音響像処理部５２は、光音響信号を画像化することで光音響像を生成する。なお、送信部３０、受信部３２及び光音響像処理部５２が、光音響撮像手段の一例に相当する。

【0045】

光音響像フィルタ部５４は、光音響像処理部５２から出力された光音響像に対してフィルタ処理を適用する。

【0046】

表示画像生成部４６は、信号処理部４２によって生成された画像に基づいて、表示部３８に表示される表示画像を生成する。例えば、表示画像生成部４６は、反射超音波像に光音響像を重畳させることで表示画像を生成する。表示画像生成部４６は、表示画像を表示部３８に表示させる。

【0047】

なお、撮像制御部４４、光音響像処理部５２及び光音響像フィルタ部５４以外の構成は、公知の超音波撮像装置が有する構成と同じであってもよい。

【0048】

入力部３６は、ユーザが撮像に必要な条件や命令等を装置本体２０に入力するための装置である。例えば、入力部３６、操作パネル、スイッチ、ボタン、キーボード、マウス又はジョイスティック等である。

【0049】

表示部３８は、液晶ディスプレイやＥＬディスプレイ等のディスプレイである。表示部３８には、反射超音波像や光音響像が表示される。また、反射超音波像上に光音響像が重畳された状態で、反射超音波像と光音響像が表示部３８に表示されてもよい。表示部３８は、ディスプレイと入力部３６とを兼ね備えた装置であってもよい。例えば、ＧＵＩ（Graphic User Interface）が、表示部３８によって実現されてもよい。また、タッチパネル等のユーザインターフェースが、表示部３８によって実現されてもよい。

【0050】

記憶部４０は、データを記憶する１又は複数の記憶領域を構成する装置である。記憶部４０は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、各種のメモリ（例えばＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ等）、その他の記憶装置（例えば光ディスク等）、又は、それらの組み合わせである。例えば、反射超音波像や光音響像が、記憶部４０に記憶される。

【0051】

制御部３４は、例えばプロセッサや電子回路等のハードウェア資源を利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、制御部３４は、例えばコンピュータによって実現されてもよい。つまり、コンピュータが備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等のハードウェア資源と、ＣＰＵ等の動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により、制御部３４の全部又は一部が実現されてもよい。当該プログラムは、ＣＤやＤＶＤ等の記録媒体を経由して、又は、ネットワーク等の通信経路を経由して、記憶部４０又はその他の記憶装置に記憶される。別の例として、制御部３４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により実現されてもよい。もちろん、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等が用いられてもよい。制御部３４は、単一の装置によって実現されてもよいし、制御部３４が有する各機能が、１又は複数の装置によって実現されてもよい。

【0052】

以下、図４を参照して、医療支援システム１０の動作の概略について説明する。図４は、医療支援システム１０の動作の概略を示すフローチャートを示す図である。ここでは一例として、超音波撮像装置１２は、１Ｄアレイ振動子を含む超音波プローブ１８を用いて反射超音波撮像を行う。また、術者は、超音波発生源２２が搭載された生体挿入具１６を被検体２６内に挿入する。駆動装置２４は、制御部３４からの指示に従って、光ファイバを介して超音波発生源２２に対してレーザ光を照射する。これにより、超音波発生源２２から光音響波が発生し、超音波撮像装置１２は、光音響撮像を行う。このように、反射超音波撮像と光音響撮像とが行われ、反射超音波像と光音響像とが表示部３８に表示される。生体挿入具１６と超音波プローブ１８は、術者等によって手動で操作される。

【0053】

図４に示すように、超音波撮像装置１２は、反射超音波撮像（Ｓ０１）と、光音響撮像（Ｓ０２）と、表示画像の生成（Ｓ０３）とを、予め定められた周期で繰り返す。なお、その繰り返しの方法（例えば順番等）は、図４に示されている方法に限定されない。例えば、超音波撮像装置１２は、反射波超音波撮像を４回実行し、次に光音響撮像を１回実行し、表示画像を生成するという動作を繰り返してもよいし、反射波超音波撮像と光音響撮像とをそれぞれ１回ずつ実行し、表示画像の生成を各撮像と並行して実行する動作を繰り返してもよい。

【0054】

反射波超音波撮像（Ｓ０１）においては、送信部３０によって超音波プローブ１８から被検体２６内に超音波が送信され、被検体２６内の組織で反射した反射波が超音波プローブ１８によって受信される。受信部３２は、受信信号に対して整相等の処理を適用し、その処理が適用された信号を反射超音波信号処理部４８に出力する。反射超音波信号処理部４８は、受信部３２から出力された信号に基づいて、Ｂモード画像等の反射超音波像を生成する。反射像フィルタ部５０は、反射超音波像に対してフィルタ処理を適用し、フィルタ処理が適用された反射超音波像を表示画像生成部４６に出力する。超音波ビームが走査される走査面を表す二次元の反射超音波像が生成されてもよいし、三次元の反射超音波像（ボリュームデータ）が生成されてもよい。

【0055】

光音響撮像（Ｓ０２）においては、生体挿入具１６を被検体２６内（例えば血管２８内）に挿入しながら撮像が行われる。具体的には、撮像制御部４４は、送信部３０による超音波の送信を一時的に停止し、駆動装置２４からパルス状のレーザ光を発光させる（つまり、駆動装置２４から間欠的にレーザ光を発光させる）。駆動装置２４から発光したレーザ光は、生体挿入具１６に沿って設けられている光ファイバを介して超音波発生源２２に照射される。これにより、超音波発生源２２から超音波である光音響波が発生し、発生した光音響波は、超音波プローブ１８によって受信される。受信部３２は、駆動装置２４からのレーザ光の発光と同期して、超音波プローブ１８によって受信された光音響信号を受信し、光音響信号に対して整相等の処理を適用し、その処理が適用された光音響信号を光音響像処理部５２に出力する。光音響像処理部５２は、光音響信号を画像化することで光音響像を生成する。光音響像フィルタ部５４は、その光音響像に対してフィルタ処理を適用し、フィルタ処理が適用された光音響像を表示画像生成部４６に出力する。なお、受信部３２は、駆動装置２４がレーザ光を発光したときに光音響像処理部５２に出力するトリガー信号に基づいて、レーザ光の発光タイミングを認識してもよいし、超音波プローブ１８が受信した光音響波に基づいて、レーザ光の発光タイミングを推測してもよい。

【0056】

以下、反射超音波撮像と光音響撮像のそれぞれのタイミングについて説明する。図５には、参考例に係るタイミングが示されている。参考例は、実施形態に係る動作を用いない例である。図５中の横軸は時間ｔを示している。

【0057】

図５中の符号５６は、受信部３２による超音波の受信のタイミングを指し示している。符号５８は、送信部３０による超音波の送信のタイミングを指し示している。符号６０は、駆動装置２４によるレーザ光の発光のタイミングを指し示している。

【0058】

図５に示す例では、反射超音波撮像が撮像周期ｔ_２秒毎にｎ_１回繰り返され、光音響撮像が撮像周期ｔ_４秒毎にｎ_２回繰り返される。１つの超音波画像の生成に要する撮像周期は、以下の式（１）で表される。
ｎ_１×ｔ_２＋ｎ_２×ｔ_４・・・（１）

【0059】

反射超音波撮像は、送信部３０と超音波プローブ１８とによる超音波送信と、その超音波送信に同期した受信時間ｔ_１秒間の超音波受信（受信部３２と超音波プローブ１８とによる超音波受信）と、から構成される。受信時間ｔ_１秒は、一般的に、撮像対象（つまり撮像領域）の深さ（つまり、被検体２６の体表と撮影対象との間の距離（より正確には、超音波プローブ１８を構成する各超音波振動子と撮影対象との間の距離））によって定められる。例えば、着目している領域（つまり撮影対象）の深さがｄ［ｍｍ］である場合、音速ｃ［ｍｍ／ｓ］を有する音波が超音波プローブ１８と撮影対象との間を往復する時間を考慮して、受信時間ｔ_１は、以下の式（２）で表される条件に従って定められる。
ｔ_１＞２×ｄ／ｃ・・・（２）

【0060】

撮像周期ｔ_２は、受信時間ｔ_１よりも長い必要があるため、以下の式（３）で表される条件に従って定められる。
ｔ_２＞ｔ_１・・・（３）

【0061】

一方で、光音響撮像においては、音速ｃ［ｍｍ／ｓ］を有する音波が超音波発生源２２から超音波プローブ１８に到達する時間を考慮して、受信時間ｔ_３は、以下の式（４）で表される条件に従って定められる。
ｔ_３＞ｄ／ｃ・・・（４）

【0062】

撮像周期ｔ_４は、受信時間ｔ_３よりも長い必要があるため、以下の式（５）で表される条件に従って定められる。
ｔ_４＞ｔ_３・・・（５）

【0063】

撮像回数ｎ_１，ｎ_２は、要求される画像の繊細さとＳＮ（Signal to Noise）比とによって定められる。画像の繊細さが一定である場合、撮像回数が多いほど多くの受信信号を加算平均等の後処理に利用できるため、ＳＮ比の高い画像が得られる。そのため、撮像回数ｎ_１，ｎ_２を増やすことで、ＳＮ比の高い撮像結果が得られる。一方で、１つの超音波画像の生成に要する撮像周期が増大し、得られる超音波画像の更新周期が長くなるという問題が生じる。つまり、超音波撮像のフレームレートが低下する。

【0064】

以下、図６を参照して、実施形態に係る動作について説明する。図６には、実施形態に係るタイミングが示されている。実施形態に係るタイミングは、参考例で生じた課題を解決することができるタイミングである。図６中の横軸は時間を示している。

【0065】

図６中の符号６２は、受信部３２による超音波の受信のタイミングを指し示している。符号６４は、送信部３０による超音波の送信のタイミングを指し示している。符号６６は、駆動装置２４によるレーザ光の発光のタイミングを指し示している。

【0066】

図６に示す例では、反射超音波撮像が撮像周期ｔ_５秒毎にｎ_３回繰り返され、光音響撮像が撮像周期ｔ_７秒毎にｎ_４回繰り返される。１つの超音波画像の生成に要する撮像周期は、以下の式（６）で表される。
ｎ_３×ｔ_５＋ｎ_４×ｔ_７・・・（６）

【0067】

反射超音波撮像のタイミングは、参考例（図５参照）に係る反射超音波撮像のタイミングと同等である。具体的には、反射超音波撮像は、送信部３０と超音波プローブ１８とによる超音波送信と、その超音波送信に同期した受信時間ｔ_６秒間の超音波受信（受信部３２と超音波プローブ１８とによる超音波受信）と、から構成される。受信時間ｔ_６秒は、上述したように、撮像対象の深さによって定められる。受信時間ｔ_６は、上述した式（２）と同様の理由によって、以下の式（７）で表される条件に従って定められる。
ｔ_６＞２×ｄ／ｃ・・・（７）

【0068】

撮像周期ｔ_５は、受信時間ｔ_６よりも長い必要があるため、以下の式（８）で表される条件に従って定められる。
ｔ_５＞ｔ_６・・・（８）

【0069】

光音響撮像の受信時間ｔ_８は、上述した式（４）と同様に、以下の式（９）で表される条件に従って定められる。
ｔ_８＞ｄ／ｃ・・・（９）

【0070】

撮像周期ｔ_７は、受信時間ｔ_８よりも長い必要があるため、以下の式（１０）で表される条件に従って定められる。
ｔ_７＞ｔ_８・・・（１０）

【0071】

実施形態に係る光音響撮像においては、撮像制御部４４は、１回の受信で複数回レーザ光を駆動装置２４に発光させる。つまり、撮像制御部４４は、受信時間ｔ_８中に複数回レーザ光を駆動装置２４に発光させる。これにより、受信時間ｔ_８中に複数回レーザ光が超音波発生源２２に照射され、その受信時間ｔ_８中に複数の光音響波が超音波発生源２２から発生する。１回の受信当たりのレーザ光の発光回数を回数ｎ_５と定義する（ｎ_５≧２）。１回の受信で複数回レーザ光を超音波発生源２２に照射することで、着目している撮像対象（つまり着目している領域）の深さで定められる受信時間ｔ_８によってレーザ光の発光回数が制限されない。

【0072】

図６に示す例では、ｎ_５＝３であり、撮像制御部４４は、１回の受信中に（つまり受信時間ｔ_８中に）３回レーザ光を駆動装置２４に発光させている。これにより、１つの受信信号に３つの光音響波が含まれることになる。光音響像処理部５２は、３つの光音響波を加算する。光音響像処理部５２は、受信部３２から出力された３つの光音響信号を加算してもよいし、信号処理を適用することで生成された３つの光音響波像を加算してもよい。この加算によって、高いＳＮ比を実現することができる。

【0073】

図６に示す例では、撮像制御部４４は、受信の開始時点とレーザ光の発光時点とを同期させて、レーザ光を駆動装置２４に発光させている。具体的には、撮像制御部４４は、受信の開始時点（つまり受信時間ｔ_８の開始時点）と同じタイミングで１回目のレーザ光を駆動装置２４に発光させている。撮像制御部４４は、１回目のレーザ光の発光時点から時間ｔ_９秒後に２回目のレーザ光を駆動装置２４に発光させている。撮像制御部４４は、２回目のレーザ光の発光時点から時間ｔ_１０秒後に３回目のレーザ光を駆動装置２４に発光させている。時間ｔ_９と時間ｔ_１０は、同じ長さの時間であってもよいし、異なる長さの時間であってもよい。また、時間ｔ_９，ｔ_１０は、受信時間ｔ_８よりも短い時間であり、時間ｔ_９と時間ｔ_１０の合計も、受信時間ｔ_８よりも短い時間である。例えば、時間ｔ_７，ｔ_８（時間ｔ_５，ｔ_６も同様）は、マイクロ秒（μｓ）オーダーの時間であり、時間ｔ_９，ｔ_１０は、ナノ秒（ｎｓ）オーダーの時間である。

【0074】

図７には、実施形態の別の例に係るタイミングが示されている。図７中の符号６８は、駆動装置２４によるレーザ光の発光のタイミングを指し示している。

【0075】

図７に示す例では、レーザ光の発光時点は、受信の開始時点よりも早い。つまり、撮像制御部４４は、受信の開始時点よりも前の時点でレーザ光を駆動装置２４に発光させている。例えば、撮像制御部４４は、１回目のレーザ光を受信の開始時点（つまり受信時間ｔ_８の開始時点）よりも前の時点で駆動装置２４に発光させ、２回目のレーザ光を受信の開始時点と同じタイミングで駆動装置２４に発光させ、その後、３回目のレーザ光を駆動装置２４に発光させている。１回目のレーザ光の発光に応じて超音波発生源２２から発生する光音響波が受信時間ｔ_８内に受信部３２によって受信されるように、撮像制御部４４は、１回目のレーザ光の発光タイミングを制御する。なお、受信の開始時点と各レーザ光の発光時点との差は、一定であってもよいし、一定でなく予め定められた値であってもよい。

【0076】

以下、図８を参照して、実施形態に係る処理の一例について説明する。図８は、実施形態に係る処理の流れを示すフローチャートを示す図である。

【0077】

受信部３２は、光音響撮像毎に光音響波を受信する（Ｓ１１）。図６に示す例では、受信部３２は、受信時間ｔ_８毎に３つの光音響波を受信する。光音響像処理部５２は、受信部３２が受信した整相前の各光音響信号を調整し（Ｓ１２）、調整後の複数の光音響信号を加算する（Ｓ１３）。次に、光音響像処理部５２は、加算後の光音響信号を整相し（Ｓ１４）、検波する（Ｓ１５）。これにより、光音響像が生成され、表示部３８に表示される（Ｓ１６）。

【0078】

図９には、実施形態に係る処理方法の別の例が示されている。

【0079】

受信部３２は、光音響撮像毎に光音響波を受信する（Ｓ２１）。光音響像処理部５２は、受信部３２が受信した各光音響信号を整相し（Ｓ２２）、検波する（Ｓ２３）。次に、光音響像処理部５２は、整相後の各光音響信号を調整し（Ｓ２４）、調整後の複数の光音響信号を加算する（Ｓ２５）。生成された光音響像は、表示部３８に表示される（Ｓ２６）。

【0080】

以下、図１０を参照して、上述した調整方法（Ｓ１２，Ｓ２４）の具体例について説明する。図１０は、光音響撮像によって得られた受信信号及び画像を示す図である。図１０には、被検体２６の体表からの深さに対応する時間軸が示されている。ここでは一例として、図６又は図７に示すように、１回の受信中に（つまり受信時間ｔ_８内に）３回レーザ光が超音波発生源２２に照射されているものとする。

【0081】

受信信号７０は、光音響撮像を行うことで受信時間ｔ_８内に受信部３２によって受信された信号である。受信信号７０は、整相前の信号である。受信信号７０は、１回の受信で受信された３つの光音響波信号を含む。つまり、１回の受信中に（つまり受信時間ｔ_８内に）３回レーザ光が超音波発生源２２に照射されて、３回光音響波が超音波発生源２２から発生している。そのため、受信信号７０は、受信時間ｔ_８内に受信された３つの光音響信号を含む。例えば、受信信号７０は、光音響信号７０ａ，７０ｂ，７０ｃを含む。光音響信号７０ａは、３回の発光のうち１回目のレーザ光の発光に応じて受信された光音響信号である。光音響信号７０ｂは、３回の発光のうち２回目のレーザ光の発光に応じて受信された光音響信号である。光音響信号７０ｃは、３回の発光のうち３回目のレーザ光の発光に応じて受信された光音響信号である。光音響信号７０ａと光音響信号７０ｂとの間の時間間隔（時間軸上の時間間隔）は、図６に示されている時間ｔ_９に相当する。光音響信号７０ｂと光音響信号７０ｃとの間の時間間隔（時間軸上の時間間隔）は、図６に示されている時間ｔ_１０に相当する。ここでは一例として、時間ｔ_９と時間ｔ_１０は同じである。したがって、光音響信号７０ａと光音響信号７０ｂとの間の時間間隔（時間軸上の時間間隔）と、光音響信号７０ｂと光音響信号７０ｃとの間の時間間隔（時間軸上の時間間隔）は、同じである。もちろん、時間ｔ_９と時間ｔ_１０は異なってもよい。この場合、光音響信号７０ａと光音響信号７０ｂとの間の時間間隔（時間軸上の時間間隔）と、光音響信号７０ｂと光音響信号７０ｃとの間の時間間隔（時間軸上の時間間隔）は、異なることになる。

【0082】

受信信号７２は、２つ目の光音響信号７０ｂの時間軸上の位置を基準として、時間軸上における受信信号７０の位置を時間方向にずらすことで生成された信号である。受信信号７２は、整相前の信号である。例えば、光音響像処理部５２は、受信信号７０の送信遅延を補正することで、時間軸上における光音響信号７０ｂの位置を基準として、時間軸上における受信信号７０の位置を時間方向にずらす。これにより、受信信号７２が生成される。具体的には、光音響像処理部５２は、時間軸上における受信信号７０の位置を時間ｔ_９だけ時間方向にずらすことで受信信号７２を生成する。これにより、受信信号７０に含まれる光音響信号７０ａ，７０ｂ，７０ｃの時間軸上の位置は、時間ｔ_９だけ時間方向にずれる。受信信号７２は光音響信号７２ａ，７２ｂ，７２ｃを含む。光音響信号７２ａは、時間軸上における光音響信号７０ａの位置を時間ｔ_９だけ時間方向にずらすことで生成された信号である。光音響信号７２ｂは、時間軸上における光音響信号７０ｂの位置を時間ｔ_９だけ時間方向にずらすことで生成された信号である。光音響信号７２ｃは、時間軸上における光音響信号７０ｃを時間ｔ_９だけ時間方向にずらすことで生成された信号である。光音響信号７０ａと光音響信号７０ｂとの間の時間間隔は時間ｔ_９に相当する。したがって、２つ目の光音響信号７０ｂが１つめの光音響信号７０ａに重なる方向に、時間軸上における受信信号７０の位置を時間ｔ_９だけずらすことで、移動後の光音響信号７２ｂの位置は、移動前の光音響信号７０ａの位置と同じ位置になる。これにより、後述するように、同じ位置にある光音響信号７２ｂと光音響信号７０ａとが加算されることになる。

【0083】

受信信号７４は、３つ目の光音響信号７０ｃの時間軸上の位置を基準として、時間軸上における受信信号７０の位置を時間方向にずらすことで生成された信号である。受信信号７４は、整相前の信号である。例えば、光音響像処理部５２は、受信信号７０の送信遅延を補正することで、時間軸上における光音響信号７０ｃの位置を基準として、時間軸上における受信信号７０の位置を時間方向にずらす。これにより、受信信号７４が生成される。具体的には、光音響像処理部５２は、時間軸上における受信信号７０を時間ｔ_９と時間ｔ_１０との合計だけ時間方向にずらすことで受信信号７２を生成する。これにより、受信信号７０に含まれる光音響信号７０ａ，７０ｂ，７０ｃの時間軸上の位置は、時間ｔ_９と時間ｔ_１０との合計だけ時間方向にずれる。換言すると、光音響像処理部５２は、時間軸上における受信信号７２の位置を時間ｔ_１０だけ時間方向にずらすことで受信信号７４を生成する。受信信号７４は光音響信号７４ａ，７４ｂ，７４ｃを含む。光音響信号７４ａは、時間軸上における光音響信号７０ａの位置を時間ｔ_９と時間ｔ_１０との合計だけ時間方向にずらすことで生成された信号である。光音響信号７４ｂは、時間軸上における光音響信号７０ｂの位置を時間ｔ_９と時間ｔ_１０との合計だけ時間方向にずらすことで生成された信号である。光音響信号７４ｃは、時間軸上における光音響信号７０ｃの位置を時間ｔ_９と時間ｔ_１０との合計だけ時間方向にずらすことで生成された信号である。光音響信号７０ａと光音響信号７０ｃとの間の時間間隔は時間ｔ_９と時間ｔ_１０の合計に相当する。したがって、３つ目の光音響信号７０ｃが１つ目の光音響信号７０ａに重なる方向に、時間軸上における受信信号７０の位置を時間ｔ_９と時間ｔ_１０の合計だけずらすことで、移動後の光音響信号７４ｃの位置は、移動前の光音響信号７０ａの位置と同じ位置になる。これにより、後述するように、同じ位置にある光音響信号７４ｃと光音響信号７０ａとが加算されることになる。また、光音響信号７２ｂの位置もこれらの位置と同じであるため、光音響信号７０ａと光音響信号７２ｂと光音響信号７４ｃとが加算されることになる。

【0084】

受信信号７６は、受信信号７０，７２，７４を加算平均することで生成された信号である。受信信号７６は、整相前の信号である。例えば、光音響像処理部５２は、受信信号７０，７２，７４を加算平均することで受信信号７６を生成する。受信信号７６は、加算平均の結果としての光音響信号７６ａ～７６ｅを含む。光音響信号７６ａは、同じ位置にある光音響信号７０ａ，７２ｂ，７４ｃを加算平均することで生成された信号である。光音響信号７６ｂは、同じ位置にある光音響信号７２ａ，７４ｂを加算平均することで生成された信号である。光音響信号７６ｃは、光音響信号７４ａと同じ信号である。光音響信号７６ｄは、同じ位置にある光音響信号７０ｂ，７２ｃを加算平均することで生成された信号である。光音響信号７６ｅは、光音響信号７０ｃと同じ信号である。

【0085】

光音響像７８は、受信信号７６を整相し画像化することで生成された画像である。その整相及び画像化の処理は、光音響像処理部５２によって行われる。光音響像７８は、像７８ａ～７８ｅを含む。像７８ａは、受信信号７６中の光音響信号７６ａに基づいて生成される画像である。像７８ｂは、光音響信号７６ｂに基づいて生成される画像である。像７８ｃは、光音響信号７６ｃに基づいて生成される画像である。像７８ｄは、光音響信号７６ｄに基づいて生成される画像である。像７８ｅは、光音響信号７６ｅに基づいて生成される画像である。

【0086】

上述したように、３つの光音響信号の時間軸上の位置を揃えて３つの光音響信号を加算平均することで、像７８ａが生成される。このように複数の光音響信号を加算平均することで、ＳＮ比が向上した像７８ａが生成される。像７８ａは、超音波発生源２２を表す画像である。術者等は、ＳＮ比が向上した像７８ａを参照することができるので、術者等にとって生体挿入具１６の先端位置を認識することが容易となる。

【0087】

光音響像７８は、超音波発生源２２を表す像７８ａ以外に像７８ｂ～７８ｅを含む。像７８ｂ～７８ｅは、超音波発生源２２の無い位置に現れるアーティファクトである。

【0088】

図１１には、そのアーティファクトの除去を含む処理の一例が示されている。図１１中のステップＳ３１～Ｓ３５は、図８中のステップＳ１１～Ｓ１５と同じである。また、図１１中のステップＳ３７は、図８中のステップＳ１６と同じである。図１１に示す例では、光音響像フィルタ部５４は、画像表示の前に、光音響像７８に含まれる像７８ｂ～７８ｅを除去する（Ｓ３６）。像７８ｂ～７８ｅが除去された光音響像７８が、表示部３８に表示される（Ｓ３７）。

【0089】

アーティファクトを除去するためのフィルタは、例えば、最も輝度の高い像（例えば像７８ａ）以外の像を除去するフィルタ、画像の統計情報を用いたフィルタ、又は、機械学習を用いたフィルタ等である。もちろん、これら以外のフィルタが用いられてもよい。

【0090】

光音響像フィルタ部５４は、加算処理が行われる前の光音響信号にフィルタ処理を適用してもよいし、加算処理が行われた後の光音響信号又は光音響像にフィルタ処理を適用してもよい。加算処理によってＳＮ比が改善された信号に対してフィルタ処理を適用することで、加算処理を行う前にフィルタ処理を適用する場合と比べて、精度や安定性の面で有利である。

【0091】

なお、光音響像７８にフィルタが適用されずに、アーティストである像７８ｂ～７８ｅを含む光音響像７８が表示部３８に表示されてもよい。この場合であっても、術者等は、超音波発生源２２（つまり生体挿入具１６の先端）のおおよその位置を把握することができる。

【0092】

以下、変形例について説明する。

【0093】

各種規制や、光音響波を発生させる超音波発生源２２の色素の耐久性等を考慮すると、駆動装置２４が発光するレーザ光の出力（例えば平均出力）は、予め定められた制限値以下であってもよい。その制限値は、各種規制や色素の耐久性等に基づいて定められる。一方で、レーザ光の強度が高いほど、光音響信号のＳＮ比は向上する。これらを考慮すると、撮像制御部４４は、レーザ光の出力（例えば平均出力）が制限値以下であり、かつ、レーザ光の出力と上限値との差が閾値以下となるように、１回の発光当たりのレーザ光の強度や発光時間を変更してもよい。例えば、撮像制御部４４は、レーザ光の発光回数や発光の間隔に応じて、１回の発光当たりのレーザ光の強度や発光時間を変えてもよい。具体的には、１回の受信における発光回数は２～５回程度であるが、もちろん、レーザ光の出力が制限値以下であれば、発光回数は６回以上であってもよい。

【0094】

以下、図１２及び図１３を参照して、変形例に係る処理について詳しく説明する。図１２及び図１３は、変形例に係る反射超音波撮像と光音響撮像のシーケンスを示す図である。図１２及び図１３中の横軸は時間を示している。

【0095】

図１２において、符号８０は、反射超音波撮像のタイミングを示している。符号８２は、光音響撮像のタイミングを示している。符号８４は、送信部３０による超音波の送信のタイミングを指し示している。符号８６は、駆動装置２４によるレーザ光の発光のタイミングを指し示している。

【0096】

図１３において、符号８８は、反射超音波撮像のタイミングを示している。符号９０は、光音響撮像のタイミングを示している。符号９２は、送信部３０による超音波の送信のタイミングを指し示している。符号９４は、駆動装置２４によるレーザ光の発光のタイミングを指し示している。

【0097】

図１２に示す例では、反射超音波撮像の所要時間ｔ_１１であり、図１３に示す例では、反射超音波撮像の所要時間はｔ_１１’である。ここでは一例として、ｔ_１１＞ｔ_１１’である。例えば、画像調整等に起因して所要時間が変更される。例えば、所要時間が長ければ、詳細な反射超音波像が生成される。画像調整等は、例えば、術者等によって設定される。例えば、撮像制御部４４は、設定された画像調整の値に応じた長さを有する所要時間を設定する。術者が、所要時間を直接設定してもよい。もちろん、別の原因によって所要時間が変更されておよい。

【0098】

図１２及び図１３に示す例では共に、光音響撮像の所要時間はｔ_１２であり、反射超音波撮像と光音響撮像とが交互に繰り返し実行される。つまり、図１２に示す例では、所要時間ｔ_１１の間、反射超音波撮像が実行され、その後、所要時間ｔ_１２の間、光音響撮像が実行され、以降、反射超音波撮像と光音響撮像とが交互に繰り返し実行される。図１３に示す例では、所要時間ｔ_１１’の間、反射超音波撮像が実行され、その後、所要時間ｔ_１２の間、光音響撮像が実行され、以降、反射超音波撮像と光音響撮像とが交互に繰り返し実行される。

【0099】

図１２に示す例では、１回の発光当たりのレーザ光の発光強度は、発光強度Ｐ［Ｗ］であり、１回の発光当たりのレーザ光の発光時間は、発光時間ｔ_１３［ｎｓ］である。

【0100】

図１３に示す例では、１回の発光当たりのレーザ光の発光強度は、発光強度Ｐ’［Ｗ］であり、１回の発光当たりのレーザ光の発光時間は、発光時間ｔ_１３［ｎｓ］である。

【0101】

発光強度の違いは、反射超音波撮像の所要時間の差に起因するものである。発光強度Ｐは、時間ｔ_１１，ｔ_１２，ｔ_１３とレーザ光の平均出力の制限値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}［Ｗ］とに基づいて定められる。同様に、発光強度Ｐ’は、時間ｔ_１１’，ｔ_１２，ｔ_１３とレーザ光の平均出力の制限値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}［Ｗ］とに基づいて定められる。具体的には、発光強度Ｐ，Ｐ’は、以下の式（１１）に従って定められる。

【数1】

【0102】

上記の例では、撮像制御部４４は、反射超音波撮像の所要時間に応じてレーザ光の発光強度を変更する。レーザ光の発光強度や発光時間を変更する方法は上記の例に限定されない。例えば、撮像制御部４４は、撮像時間や撮像回数等の他のパラメータに応じて、レーザ光の発光強度や発光時間を変更してもよい。

【0103】

以下、図１４を参照して、信号処理方法の変形例について説明する。図１４は、その変形例に係る信号処理方法の流れを示すフローチャートである。

【0104】

受信部３２は、光音響撮像毎に光音響波を受信する（Ｓ４１）。光音響像処理部５２は、受信部３２が受信した各光音響信号を整相し（Ｓ４２）、検波する（Ｓ４３）。次に、光音響像処理部５２は、検波後の信号から逆整相処理によって整相前の信号を推測する（Ｓ４４）。次に、光音響像処理部５２は、推測した整相前の各信号を調整し（Ｓ４５）、調整後の複数の信号を加算する（Ｓ４６）。次に、光音響像処理部５２は、加算後の信号を整相し（Ｓ４７）、検波する（Ｓ４８）。これにより、光音響像が生成され、表示部３８に表示される（Ｓ４９）。逆整相処理は、機械学習やフーリエ整相に基づいた処理を用いて実現することができる。信号の全体に逆整相処理を適用してもよいし、光音響波信号が含まれる一部の信号に逆整相処理を適用してもよい。

【0105】

本実施形態に係る処理は、上述した処理に限定されない。受信信号に含まれる複数の光音響信号の時間軸上の位置を変更して当該複数の光音響信号を加算する処理を含む、様々な実施形態が想定される。

【符号の説明】

【0106】

１０ 医療支援システム、１２ 超音波撮像装置、１４ 超音波発生装置、１６ 生体挿入具、１８ 超音波プローブ、２０ 装置本体、２２ 超音波発生源、２４ 駆動装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】