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JP2012075511A - Photoacoustic diagnostic imaging equipment, image generating method, and program - Google Patents

Photoacoustic diagnostic imaging equipment, image generating method, and program Download PDF

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JP2012075511A
JP2012075511A JP2010221235A JP2010221235A JP2012075511A JP 2012075511 A JP2012075511 A JP 2012075511A JP 2010221235 A JP2010221235 A JP 2010221235A JP 2010221235 A JP2010221235 A JP 2010221235A JP 2012075511 A JP2012075511 A JP 2012075511A
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JP
Japan
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image
photoacoustic
photoacoustic image
ultrasonic
deviation
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Application number
JP2010221235A
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Inventor
Kazuhiro Hirota
和弘 広田
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Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】光音響画像診断装置において、光照射タイミングにばらつきが生じたときでも、生成される光音響画像の画像品質の低下を抑制する。
【解決手段】超音波画像構築手段18は、超音波画像を生成する。第1の光音響画像構築手段17は、被検体に照射された光により生じた光音響信号に基づいて光音響画像を生成する。ずれ量検出手段19は、光音響画像と超音波画像とに基づいて、両画像間の時間軸方向のずれ量を検出する。第2の光音響画像構築手段20は、検出されたずれに基づいて光音響画像を生成する。
【選択図】図1
In a photoacoustic image diagnostic apparatus, even when there is a variation in light irradiation timing, a reduction in image quality of a generated photoacoustic image is suppressed.
An ultrasonic image construction means 18 generates an ultrasonic image. The first photoacoustic image construction means 17 generates a photoacoustic image based on the photoacoustic signal generated by the light irradiated on the subject. The deviation amount detection means 19 detects the deviation amount in the time axis direction between the two images based on the photoacoustic image and the ultrasonic image. The second photoacoustic image construction unit 20 generates a photoacoustic image based on the detected deviation.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光音響画像診断装置、画像生成方法、及びプログラムに関し、更に詳しくは、生体組織に光を照射し光照射に伴って発生する音響信号に基づいて画像生成を行う光音響画像診断装置、画像生成方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a photoacoustic image diagnostic apparatus, an image generation method, and a program. More specifically, the present invention relates to a photoacoustic image diagnostic apparatus that irradiates a living tissue with light and generates an image based on an acoustic signal generated along with the light irradiation. The present invention relates to an image generation method and a program.

生体内部の状態を非侵襲で検査できる画像検査法の一種として、超音波検査法が知られている。超音波検査では、超音波の送信及び受信が可能な超音波探触子を用いる。超音波探触子から被検体に超音波を送信させると、その超音波は被検体内部を進んでいき、組織界面で反射する。超音波探触子でその反射音波を受信し、反射超音波が超音波探触子に戻ってくるまでの時間に基づいて距離を計算することで、内部の様子を画像化することができる。   An ultrasonic inspection method is known as a kind of image inspection method capable of non-invasively examining the state inside a living body. In the ultrasonic inspection, an ultrasonic probe capable of transmitting and receiving ultrasonic waves is used. When ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe to the subject, the ultrasonic waves travel inside the subject and are reflected at the tissue interface. By receiving the reflected sound wave with the ultrasonic probe and calculating the distance based on the time until the reflected ultrasonic wave returns to the ultrasonic probe, the internal state can be imaged.

また、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響イメージングが知られている。一般に光音響イメージングでは、レーザパルスなどのパルスレーザ光を生体内に照射する。生体内部では、生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波(光音響信号)が発生する。この光音響信号を超音波プローブなどで検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することで、光音響信号に基づく生体内の可視化が可能である。光音響画像と超音波画像とに関して、特許文献1には同じ位置で両画像を生成し、合成して表示することが記載されている。   In addition, photoacoustic imaging is known in which the inside of a living body is imaged using a photoacoustic effect. In general, in photoacoustic imaging, a living body is irradiated with pulsed laser light such as a laser pulse. Inside the living body, the living tissue absorbs the energy of the pulsed laser light, and ultrasonic waves (photoacoustic signals) are generated by adiabatic expansion due to the energy. By detecting this photoacoustic signal with an ultrasonic probe or the like and constructing a photoacoustic image based on the detection signal, in-vivo visualization based on the photoacoustic signal is possible. Regarding a photoacoustic image and an ultrasonic image, Patent Document 1 describes that both images are generated at the same position, combined, and displayed.

特開2010−12295号公報JP 2010-12295 A

一般に、超音波診断装置をベースとした光音響画像診断装置では、光音響画像診断装置からレーザ光源に対してレーザ発光のトリガ信号を出力し、レーザ光源は、そのトリガ信号に応答してレーザ光を出射する。光音響画像診断装置は、レーザ光源から出力されたレーザ光により生じた光音響信号を超音波探触子で受信し、受信した光音響信号に対して画像再構成を行うことで画像化を行う。   In general, in a photoacoustic image diagnostic apparatus based on an ultrasonic diagnostic apparatus, a laser emission trigger signal is output from the photoacoustic image diagnostic apparatus to a laser light source, and the laser light source responds to the trigger signal with laser light. Is emitted. The photoacoustic image diagnostic apparatus receives a photoacoustic signal generated by a laser beam output from a laser light source by an ultrasonic probe, and performs imaging by performing image reconstruction on the received photoacoustic signal. .

ここで、受信系である超音波探触子の受信開始タイミングは、レーザ光源へのトリガ信号の出力タイミングに基づいて固定的に定められる。つまり、トリガ信号の出力タイミングから、超音波探触子における光音響信号の受信開始(サンプリング開始)タイミングまでの間の時間は一定の時間である。しかしながら、レーザ光源がトリガ信号を受けてから、実際にレーザ光を出射するまでにかかる時間にはジッタが生じ、レーザ発光タイミングにばらつきが生じることがある。レーザ発光にばらつきが生じると、光音響信号が、所期の受信開始点よりもずれて受信開始されることがある。   Here, the reception start timing of the ultrasonic probe as the reception system is fixedly determined based on the output timing of the trigger signal to the laser light source. That is, the time from the trigger signal output timing to the photoacoustic signal reception start (sampling start) timing in the ultrasonic probe is a fixed time. However, jitter may occur in the time taken from when the laser light source receives the trigger signal to when the laser light is actually emitted, and the laser emission timing may vary. When the laser emission varies, the photoacoustic signal may start to be received with a deviation from the intended reception start point.

光音響信号の受信開始点が所期のタイミングからずれると、光音響画像において、測定対象物が本来の位置からずれて表示されることになる。例えば光照射タイミングが所期のタイミングよりも早くなると、そのタイミング差の分だけ超音波探触子において光音響信号が早く受信され、光音響画像において、測定対象物が全体位置として浅い位置に表示されることなる。また、それだけではなく、例えば遅延加算法を用いて複数チャンネルの信号を加算する際に、誤った位置に基づく遅延時間で信号が加算されることで、画像がぼけた画像となったり、アーチファクトが発生したりすることがある。   When the reception start point of the photoacoustic signal deviates from the expected timing, the measurement object is displayed deviated from the original position in the photoacoustic image. For example, if the light irradiation timing is earlier than the expected timing, the ultrasonic probe receives the photoacoustic signal earlier by the timing difference, and the measurement object is displayed at a shallow position as a whole position in the photoacoustic image. Will be. In addition, when adding signals of a plurality of channels using, for example, a delay addition method, the signals are added with a delay time based on an incorrect position, resulting in a blurred image or artifacts. May occur.

上記問題を解消するためには、光音響信号の受信データをレーザ光源にジッタに合わせてその都度オフセットする必要がある。しかし、絶対基準がないため、適切にオフセット量を決めることは困難である。特許文献1に記載の技術は、単に光音響画像と超音波画像を合成して表示するというものに過ぎず、光音響画像における上記の問題をなんら解消するものではない。   In order to solve the above problem, it is necessary to offset the received data of the photoacoustic signal to the laser light source in accordance with the jitter each time. However, since there is no absolute reference, it is difficult to determine the offset amount appropriately. The technique described in Patent Document 1 is merely a method of combining and displaying a photoacoustic image and an ultrasonic image, and does not solve the above-described problem in the photoacoustic image.

本発明は、上記に鑑み、光照射タイミングにばらつきが生じたときでも、生成される光音響画像の画像品質の低下を抑制できる光音響画像診断装置、画像生成方法、及びプログラムを提供することを目的とする。   In view of the above, the present invention provides a photoacoustic image diagnostic apparatus, an image generation method, and a program that can suppress a decrease in image quality of a generated photoacoustic image even when the light irradiation timing varies. Objective.

上記目的を達成するために、本発明は、超音波画像を生成する超音波画像構築手段と、被検体内に照射された光により生じた光音響信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像構築手段と、前記超音波画像と前記光音響画像とに基づいて、両画像間の時間軸方向のずれ量を検出するずれ量検出手段とを備え、前記光音響画像構築手段が、前記検出されたずれに基づいて前記光音響画像を再生成するものであることを特徴とする光音響画像診断装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic image constructing unit that generates an ultrasonic image and a photoacoustic image that generates a photoacoustic image based on a photoacoustic signal generated by light irradiated in a subject. An image construction means; and a deviation amount detection means for detecting a deviation amount in the time axis direction between the two images based on the ultrasonic image and the photoacoustic image, wherein the photoacoustic image construction means comprises the detection Provided is a photoacoustic image diagnostic apparatus characterized in that the photoacoustic image is regenerated based on the shifted deviation.

前記光音響画像構築手段が、前記光音響信号の時間軸を前記ずれ量検出手段で検出された時間軸方向のずれの分だけ補正して前記光音響信号の再生成を行うものとすることができる。   The photoacoustic image construction means corrects the time axis of the photoacoustic signal by the amount of deviation in the time axis direction detected by the deviation amount detection means, and regenerates the photoacoustic signal. it can.

光音響画像診断装置が、前記ずれ量検出手段で検出されたずれが所定のしきい値以下になるまで、前記光音響画像の再生成と前記ずれの検出とを繰り返し行う構成とすることができる。   The photoacoustic image diagnostic apparatus can be configured to repeatedly perform the regeneration of the photoacoustic image and the detection of the deviation until the deviation detected by the deviation amount detection unit becomes a predetermined threshold value or less. .

前記ずれ量検出手段が、前記超音波画像と前記光音響画像との相関を求め、該求めた相関に基づいて前記ずれ量を検出する構成を採用してもよい。   A configuration may be adopted in which the deviation amount detecting means obtains a correlation between the ultrasonic image and the photoacoustic image and detects the deviation amount based on the obtained correlation.

上記に代えて、光音響画像診断装置が、前記超音波画像から所定の特徴点を抽出して特徴点画像を生成する特徴点抽出手段を更に備え、前記ずれ量検出手段が、前記特徴点画像と前記光音響画像との相関を求め、該求めた相関に基づいて前記ずれ量を検出する構成としてもよい。この場合、前記特徴点抽出手段は、前記超音波画像から血管部分に該当する特徴点を抽出し、該抽出された血管部分から成る血管画像を前記特徴点画像として生成してもよい。   Instead of the above, the photoacoustic image diagnostic apparatus further includes a feature point extraction unit that extracts a predetermined feature point from the ultrasonic image to generate a feature point image, and the shift amount detection unit includes the feature point image. It is good also as a structure which calculates | requires the correlation with the said photoacoustic image, and detects the said deviation | shift amount based on this calculated | required correlation. In this case, the feature point extraction unit may extract a feature point corresponding to a blood vessel portion from the ultrasound image, and generate a blood vessel image including the extracted blood vessel portion as the feature point image.

前記ずれ量検出手段は、前記超音波画像に対して設定された比較ポイントと、前記光音響画像に対して設定された、前記超音波画像における比較ポイントに対応する比較ポイントとのずれ量を検出してもよい。   The deviation amount detection means detects a deviation amount between a comparison point set for the ultrasonic image and a comparison point set for the photoacoustic image and corresponding to a comparison point in the ultrasonic image. May be.

本発明は、また、被検体内に出力された超音波に対する反射音響信号に基づいて超音波画像を生成するステップと、被検体内に照射された光により生じた光音響信号を取得し、該取得した光音響信号に基づいて光音響画像を生成するステップと、前記超音波画像と前記光音響画像とに基づいて、両画像間の時間軸方向のずれ量を検出するステップと、前記検出されたずれに基づいて前記光音響画像を再生成するステップとを有することを特徴とする光音響画像生成方法を提供する。   The present invention also includes a step of generating an ultrasonic image based on a reflected acoustic signal with respect to the ultrasonic wave output in the subject, a photoacoustic signal generated by the light irradiated in the subject, A step of generating a photoacoustic image based on the acquired photoacoustic signal, a step of detecting a shift amount in the time axis direction between the two images based on the ultrasonic image and the photoacoustic image, and the detection And a step of regenerating the photoacoustic image based on misalignment. A photoacoustic image generation method is provided.

更に本発明は、コンピュータに、被検体内に出力された超音波に対する反射音響信号に基づいて超音波画像を生成する手順と、被検体内に照射された光により生じた光音響信号を取得し、該取得した光音響信号に基づいて光音響画像を生成する手順と、前記超音波画像と前記光音響画像とに基づいて、両画像間の時間軸方向のずれ量を検出する手順と、前記検出されたずれに基づいて前記光音響画像を再生成する手順とを実行させるためのプログラムを提供する。   Furthermore, the present invention acquires, in a computer, a procedure for generating an ultrasonic image based on a reflected acoustic signal with respect to an ultrasonic wave output in the subject, and a photoacoustic signal generated by light irradiated in the subject. A procedure for generating a photoacoustic image based on the acquired photoacoustic signal, a procedure for detecting a shift amount in the time axis direction between the images based on the ultrasonic image and the photoacoustic image, A program for executing a procedure for regenerating the photoacoustic image based on the detected deviation is provided.

本発明の光音響画像診断装置では、光音響画像と超音波画像との間のずれ量を求め、求めたずれの量を用いて光音響画像の構成を再度行う。このようにすることで、光照射のトリガの出力から実際に光が照射されるまでの時間にばらつきが生じたときでも、光音響発生源の深さ方向の位置ずれを補正することができる。光音響発生源の位置を補正した状態で光音響画像の構成を再度行うことにより、光音響画像の画像品質の低下を抑制することができる。   In the photoacoustic image diagnostic apparatus of the present invention, the amount of deviation between the photoacoustic image and the ultrasonic image is obtained, and the photoacoustic image is constructed again using the obtained amount of deviation. By doing so, it is possible to correct the positional deviation in the depth direction of the photoacoustic generation source even when there is a variation in the time from the output of the light irradiation trigger to the actual light irradiation. By reconstructing the photoacoustic image in a state where the position of the photoacoustic generation source is corrected, it is possible to suppress deterioration in the image quality of the photoacoustic image.

本発明の第1実施形態の光音響画像診断装置を示すブロック図。The block diagram which shows the photoacoustic image diagnostic apparatus of 1st Embodiment of this invention. 遅延加算法による画像構成を示す図。The figure which shows the image structure by a delay addition method. CBP法による画像構成を示す図。The figure which shows the image structure by CBP method. 動作手順を示すフローチャート。The flowchart which shows an operation | movement procedure. サンプリング開始からの経過時間と遅延時間との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the elapsed time from the start of sampling, and delay time. 遅延加算が正しく行われない例を示す図。The figure which shows the example in which delay addition is not performed correctly. 超音波画像を例示する図。The figure which illustrates an ultrasonic image. 暫定的に生成された光音響画像を例示する図。The figure which illustrates the photoacoustic image produced | generated provisionally. 再生成された光音響画像を例示する図。The figure which illustrates the regenerated photoacoustic image. 本発明の第2実施形態の光音響画像診断装置を示すブロック図。The block diagram which shows the photoacoustic image diagnostic apparatus of 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態の光音響画像診断装置を示す。光音響画像診断装置10は、超音波探触子11、AD変換手段12、トリガ制御手段13、レーザ光源14、信号処理手段15、及び画像表示手段22を備える。光音響画像診断装置10は、超音波画像と光音響画像との双方を生成可能である。レーザ光源14は、光音響画像生成の際に、被検体内にレーザ光を照射する。レーザ光の波長は、観察対象物に応じて適宜設定すればよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a photoacoustic image diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. The photoacoustic image diagnostic apparatus 10 includes an ultrasonic probe 11, an AD conversion unit 12, a trigger control unit 13, a laser light source 14, a signal processing unit 15, and an image display unit 22. The photoacoustic image diagnostic apparatus 10 can generate both an ultrasonic image and a photoacoustic image. The laser light source 14 irradiates a subject with laser light when generating a photoacoustic image. What is necessary is just to set the wavelength of a laser beam suitably according to an observation target object.

超音波探触子11は、被検体に対する超音波の出力、及び被検体からの音響信号の検出を行う。超音波探触子11は、例えば一次元的に配列された複数の超音波振動子(素子)を有する。超音波探触子11は、例えば超音波画像の生成時は複数の超音波振動子から超音波を出力し、出力された超音波に対する反射超音波(以下、反射音響信号とも呼ぶ)を検出する。超音波探触子11は、光音響画像生成時は、被検体内の測定対象物がレーザ光源14からのレーザ光を吸収することで生じた超音波(以下、光音響信号とも呼ぶ)を検出する。   The ultrasonic probe 11 detects an ultrasonic signal output from the subject and an acoustic signal from the subject. The ultrasonic probe 11 has, for example, a plurality of ultrasonic transducers (elements) arranged one-dimensionally. For example, when generating an ultrasonic image, the ultrasonic probe 11 outputs ultrasonic waves from a plurality of ultrasonic transducers and detects reflected ultrasonic waves (hereinafter also referred to as reflected acoustic signals) with respect to the output ultrasonic waves. . When generating a photoacoustic image, the ultrasonic probe 11 detects an ultrasonic wave (hereinafter also referred to as a photoacoustic signal) generated when a measurement object in the subject absorbs laser light from the laser light source 14. To do.

AD変換手段12は、超音波探触子11が有する複数の超音波振動子が検出した超音波をデジタル信号に変換する。AD変換手段12は、例えば所定のサンプリング周期で、検出された超音波をサンプリングする。トリガ制御手段13は、レーザ光源14から被検体内へのレーザ光の照射タイミングを制御する。また、トリガ制御手段13は、超音波探触子11から被検体内への超音波の出力タイミングを制御する。更にトリガ制御手段13は、AD変換手段12による超音波(光音響信号又は反射音響信号)のサンプリング開始のタイミングを制御する。   The AD conversion means 12 converts the ultrasonic waves detected by a plurality of ultrasonic transducers included in the ultrasonic probe 11 into digital signals. The AD conversion unit 12 samples the detected ultrasonic wave at a predetermined sampling period, for example. The trigger control means 13 controls the irradiation timing of the laser light from the laser light source 14 into the subject. The trigger control means 13 controls the output timing of ultrasonic waves from the ultrasonic probe 11 into the subject. Further, the trigger control unit 13 controls the timing of starting sampling of the ultrasonic wave (photoacoustic signal or reflected acoustic signal) by the AD conversion unit 12.

トリガ制御手段13は、光音響画像生成時にレーザ光源14にトリガ信号(光音響トリガ)を出力する。レーザ光源14は、光音響トリガに応答して被検体内にレーザ光を出力する。AD変換手段12は、光音響トリガのタイミングと所定の時間関係にあるタイミングで光音響信号のサンプリングを開始する。また、トリガ制御手段13は、超音波画像生成時に超音波探触子11にトリガ信号(超音波送信トリガ)を出力する。超音波探触子11は、超音波送信トリガに応答して被検体内に超音波を出力する。AD変換手段12は、超音波送信トリガのタイミングと所定の時間関係にあるタイミングで反射音響信号のサンプリングを開始する。   The trigger control means 13 outputs a trigger signal (photoacoustic trigger) to the laser light source 14 when generating a photoacoustic image. The laser light source 14 outputs laser light in the subject in response to the photoacoustic trigger. The AD converter 12 starts sampling of the photoacoustic signal at a timing that has a predetermined time relationship with the timing of the photoacoustic trigger. The trigger control means 13 outputs a trigger signal (ultrasonic transmission trigger) to the ultrasonic probe 11 when generating an ultrasonic image. The ultrasonic probe 11 outputs an ultrasonic wave in the subject in response to the ultrasonic transmission trigger. The AD converter 12 starts sampling the reflected acoustic signal at a timing that is in a predetermined time relationship with the timing of the ultrasonic transmission trigger.

信号処理手段15は、モード切替手段16、第1の光音響画像構築手段17、超音波画像構築手段18、ずれ量検出手段19、第2の光音響画像構築手段20、及び画像選択手段21を備える。信号処理手段15は、AD変換手段12でデジタル信号に変換された光音響信号及び反射音響信号に基づいて、光音響画像及び超音波画像の生成を行う。信号処理手段15内の各部の機能は、コンピュータが所定のプログラムに従って処理を実行することで実現できる。   The signal processing unit 15 includes a mode switching unit 16, a first photoacoustic image construction unit 17, an ultrasonic image construction unit 18, a deviation amount detection unit 19, a second photoacoustic image construction unit 20, and an image selection unit 21. Prepare. The signal processing unit 15 generates a photoacoustic image and an ultrasonic image based on the photoacoustic signal and the reflected acoustic signal converted into digital signals by the AD conversion unit 12. The function of each part in the signal processing means 15 can be realized by a computer executing processing according to a predetermined program.

モード切替手段16は、光音響画像生成モードと超音波画像生成モードとを切り替える。モード切替手段16は、光音響画像生成モード時は、AD変換手段12が出力する光音響信号のサンプリング結果を第1の光音響画像構築手段17に入力する。モード切替手段16は、超音波画像生成モード時は、AD変換手段12が出力する反射音響信号のサンプリング結果を超音波画像構築手段18に入力する。   The mode switching unit 16 switches between the photoacoustic image generation mode and the ultrasonic image generation mode. The mode switching unit 16 inputs the sampling result of the photoacoustic signal output from the AD conversion unit 12 to the first photoacoustic image construction unit 17 in the photoacoustic image generation mode. In the ultrasonic image generation mode, the mode switching unit 16 inputs the reflected acoustic signal sampling result output from the AD conversion unit 12 to the ultrasonic image construction unit 18.

第1の光音響画像構築手段17は、入力される光音響信号に基づいて光音響画像を生成する。超音波画像構築手段18は、反射音響信号に基づいて超音波画像を生成する。ずれ量検出手段19は、超音波画像と光音響画像とに基づいて、両画像間の時間軸方向のずれ量を検出する。ここで、画像間の時間軸方向のずれは、画像における深さ方向の位置のずれに相当する。ずれ量検出手段19は、例えば超音波画像と光音響画像との相関を求め、求めた相関に基づいて画像間の時間軸方向のずれ量を検出する。   The first photoacoustic image construction unit 17 generates a photoacoustic image based on the input photoacoustic signal. The ultrasonic image construction unit 18 generates an ultrasonic image based on the reflected acoustic signal. The deviation amount detection means 19 detects the deviation amount in the time axis direction between the two images based on the ultrasonic image and the photoacoustic image. Here, the shift in the time axis direction between images corresponds to a shift in the position in the depth direction in the image. The deviation amount detection means 19 obtains, for example, the correlation between the ultrasonic image and the photoacoustic image, and detects the deviation amount in the time axis direction between the images based on the obtained correlation.

第2の光音響画像構築手段20は、ずれ量検出手段19で検出されたずれに基づいて光音響画像を再生成する。第1の光音響画像構築手段17における画像生成手法と、第2の光音響画像構築手段20における画像生成手法とは同じ手法でよい。なお、図1では便宜上、第1の光音響画像構築手段17と第2の光音響画像構築手段20とを別個の手段としているが、光音響信号に基づく光音響画像の生成と、検出されたずれだけ補正した光音響画像の再生成との双方を1つの光音響画像構築手段で行ってもよい。   The second photoacoustic image construction means 20 regenerates the photoacoustic image based on the deviation detected by the deviation amount detection means 19. The image generation technique in the first photoacoustic image construction means 17 and the image generation technique in the second photoacoustic image construction means 20 may be the same technique. In FIG. 1, for the sake of convenience, the first photoacoustic image construction unit 17 and the second photoacoustic image construction unit 20 are separate units, but the generation and detection of a photoacoustic image based on a photoacoustic signal are detected. You may perform both the regeneration of the photoacoustic image which correct | amended only the shift | offset | difference with one photoacoustic image construction means.

画像選択手段21は、少なくとも第2の光音響画像構築手段20で生成された光音響画像を出力する。画像選択手段21は、例えば光音響画像と超音波画像とを選択的に出力する。あるいは光音響画像と超音波画像とを合成して出力してもよい。画像表示手段22は、例えば表示モニタなどの装置であり、画像選択手段21が出力する画像を表示画面上に表示する。画像表示手段22は、例えば光音響画像と超音波画像とを並べて表示する。あるいは画像表示手段22は、光音響画像と超音波画像とを切り替えて表示してもよいし、光音響画像と超音波画像とを重ねて表示してもよい。   The image selection means 21 outputs at least the photoacoustic image generated by the second photoacoustic image construction means 20. The image selection means 21 selectively outputs, for example, a photoacoustic image and an ultrasonic image. Or you may synthesize | combine and output a photoacoustic image and an ultrasonic image. The image display means 22 is a device such as a display monitor, for example, and displays the image output from the image selection means 21 on the display screen. The image display means 22 displays a photoacoustic image and an ultrasonic image side by side, for example. Or the image display means 22 may switch and display a photoacoustic image and an ultrasonic image, and may superimpose and display a photoacoustic image and an ultrasonic image.

光音響画像の生成には、遅延加算法を用いることができる。図2は、遅延加算法による画像構成を示す。図2において、縦方向の位置zは、光音響信号のサンプリング開始からの経過時間に対応する。遅延加算法では、空間上の点(x,z)にある音源から発生した球面波が超音波探触子11の素子面に到達する時間が同じ観測素子データを加算し、音源を描出する。例えば図2において黒丸の点を音源とするデータを描出する場合、この音源からの光音響信号が各素子に到達する時間が同じになる白丸の点のデータを加算する。   A delay addition method can be used to generate the photoacoustic image. FIG. 2 shows an image configuration by the delay addition method. In FIG. 2, the vertical position z corresponds to the elapsed time from the start of photoacoustic signal sampling. In the delay addition method, the observation element data having the same time for the spherical wave generated from the sound source at the point (x, z) in space to reach the element surface of the ultrasonic probe 11 is added to depict the sound source. For example, in FIG. 2, when data having a black circle as a sound source is drawn, data of white circles having the same time for the photoacoustic signal from the sound source to reach each element is added.

上記に代えて、光音響画像の生成にCBP(Circular Back Projection)法を用いることもできる。図3は、CBP法による画像構成を示す。CBP法では、超音波探触子11の各素子のデータに対して、各素子を中心とした円内に音源の候補点があるとして、空間的に円として足し合わせていくことで、音源の可能性が最も高い点が描出される。例えば紙面向かって最も左側の素子の直下にある点が測定点(xr,tr)であるとした場合、半径c×trの円上のどこかに音源があるとして円を描く。これを素子データ全てに対して行うことで、音源が描出できる。   Instead of the above, a CBP (Circular Back Projection) method may be used for generating a photoacoustic image. FIG. 3 shows an image configuration by the CBP method. In the CBP method, with respect to the data of each element of the ultrasound probe 11, assuming that there are sound source candidate points within a circle centered on each element, spatially adding them as circles, The most likely point is drawn. For example, if the point immediately below the leftmost element in the drawing is the measurement point (xr, tr), a circle is drawn assuming that there is a sound source somewhere on the circle of radius c × tr. By performing this for all element data, a sound source can be drawn.

図4は、動作手順を示す。トリガ制御手段13は、超音波探触子11に超音波送信トリガを出力する(ステップS1)。超音波探触子11は、被検体内に超音波を出力し、被検体内で反射した反射音響信号を検出する。AD変換手段12は、超音波送信トリガに基づくタイミングで反射音響信号のサンプリングを開始し、反射音響データを取得する(ステップS2)。モード切替手段16は、取得された反射音響データを超音波画像構築手段18に入力する。超音波画像構築手段18は、反射音響データに基づいて超音波画像を生成する(ステップS3)。超音波画像の生成には、任意の生成手法を用いることができる。   FIG. 4 shows an operation procedure. The trigger control means 13 outputs an ultrasonic transmission trigger to the ultrasonic probe 11 (step S1). The ultrasonic probe 11 outputs an ultrasonic wave in the subject and detects a reflected acoustic signal reflected in the subject. The AD conversion means 12 starts sampling of the reflected acoustic signal at a timing based on the ultrasonic transmission trigger, and acquires reflected acoustic data (step S2). The mode switching unit 16 inputs the acquired reflected acoustic data to the ultrasonic image construction unit 18. The ultrasonic image construction unit 18 generates an ultrasonic image based on the reflected acoustic data (step S3). Any generation method can be used to generate the ultrasonic image.

続いて、トリガ制御手段13は、レーザ光源14に光音響トリガを出力する(ステップS4)。レーザ光源14は、光音響トリガに応答して例えばパルスレーザ光を被検体内に照射する。超音波探触子11は、被検体内に照射された光により生じた光音響信号を検出する。AD変換手段12は、光音響トリガに基づくタイミングで光音響信号のサンプリングを開始し、光音響データを取得する(ステップS5)。モード切替手段16は、取得された光音響データを第1の光音響画像構築手段17に入力する。第1の光音響画像構築手段17は、光音響データに基づいて光音響画像を生成する(ステップS6)。   Subsequently, the trigger control means 13 outputs a photoacoustic trigger to the laser light source 14 (step S4). In response to the photoacoustic trigger, the laser light source 14 irradiates, for example, pulse laser light into the subject. The ultrasonic probe 11 detects a photoacoustic signal generated by the light irradiated into the subject. The AD conversion means 12 starts photoacoustic signal sampling at a timing based on the photoacoustic trigger, and acquires photoacoustic data (step S5). The mode switching unit 16 inputs the acquired photoacoustic data to the first photoacoustic image construction unit 17. The 1st photoacoustic image construction means 17 produces | generates a photoacoustic image based on photoacoustic data (step S6).

なお、上記では、反射音響データを先に取得して超音波画像を生成し、その後に光音響データを取得して光音響画像を生成することとしているが、反射音響データの取得と光音響データの取得とはどちらが先でもよい。また、取得した反射音響データと光音響データとを図示しない素子データメモリにいったん記憶しておき、素子データメモリに超音波画像の生成と光音響画像の生成とに必要な情報を記憶した後に超音波画像と光音響画像とを生成してもよい。   In the above description, reflected acoustic data is first acquired to generate an ultrasonic image, and then photoacoustic data is acquired to generate a photoacoustic image. Either can be acquired first. In addition, the acquired reflected acoustic data and photoacoustic data are temporarily stored in an element data memory (not shown), and information necessary for generating an ultrasonic image and a photoacoustic image is stored in the element data memory. A sound wave image and a photoacoustic image may be generated.

ずれ量検出手段19は、ステップS3で生成された超音波画像と、ステップS6で生成された光音響画像とを入力する。ずれ量検出手段19は、超音波画像と光音響画像との時間軸方向の位置のずれ量を検出する(ステップS7)。ずれ量検出手段19は、例えば超音波画像と光音響画像との位置を相対的にずらしつつ、各ずらした位置で両画像間の相関(類似度)を求める。ずれ量検出手段19は、両画像間の相関が最も高くなるずらし量を、画像間のずれ量として検出する。   The deviation amount detection means 19 inputs the ultrasonic image generated in step S3 and the photoacoustic image generated in step S6. The deviation amount detection means 19 detects the deviation amount of the position in the time axis direction between the ultrasonic image and the photoacoustic image (step S7). The shift amount detection means 19 obtains a correlation (similarity) between the images at each shifted position while relatively shifting the positions of the ultrasonic image and the photoacoustic image, for example. The shift amount detection means 19 detects the shift amount that maximizes the correlation between the two images as the shift amount between the images.

ずれ量検出手段19は、検出したずれ量を第2の光音響画像構築手段20に出力する。第2の光音響画像構築手段20は、入力されたずれ量に基づいて、第1の光音響画像構築手段17が光音響画像の生成元とした光音響データから光音響画像を生成する(ステップS8)。第2の光音響画像構築手段20は、例えば光音響データにおける時間軸を、ずれ量検出手段19で検出されたずれ量の分だけ補正して光音響画像を生成する。   The deviation amount detection means 19 outputs the detected deviation amount to the second photoacoustic image construction means 20. The second photoacoustic image construction unit 20 generates a photoacoustic image from the photoacoustic data that the first photoacoustic image construction unit 17 has generated the photoacoustic image, based on the input shift amount (step). S8). The second photoacoustic image construction means 20 generates a photoacoustic image by correcting the time axis in the photoacoustic data, for example, by the amount of deviation detected by the deviation amount detection means 19.

画像選択手段21は、例えばユーザ操作に応じて光音響画像又は超音波画像を画像表示手段22に出力する(ステップS9)。ステップS9で出力される光音響画像は、第1の光音響画像構築手段17で生成された光音響画像ではなく、第2の光音響画像構築手段20で生成された光音響画像である。画像表示手段22は、例えば光音響画像と超音波画像とを並べて、或いは切り替えて表示する。   The image selection unit 21 outputs, for example, a photoacoustic image or an ultrasonic image to the image display unit 22 according to a user operation (step S9). The photoacoustic image output in step S9 is not the photoacoustic image generated by the first photoacoustic image construction unit 17, but the photoacoustic image generated by the second photoacoustic image construction unit 20. The image display means 22 displays, for example, a photoacoustic image and an ultrasonic image side by side or by switching.

ここで、光音響トリガの出力からレーザ光源14が実際にレーザ光を被検体内に照射するまでにかかる時間にはばらつきがあり、ステップS7で第1の光音響画像構築手段17が生成する光音響画像は、測定対象物の深さ方向の位置が所期の位置(本来の位置)からずれた状態で生成されることがある。測定対象物の深さ方向の位置が本来の位置からずれると、例えば遅延加算法(図2)により光音響データから光音響画像を生成する際に、光音響画像がぼけた状態の画像となることがある。以下、これについて説明する。   Here, the time taken from the output of the photoacoustic trigger until the laser light source 14 actually irradiates the subject with the laser light varies, and the light generated by the first photoacoustic image construction means 17 in step S7. The acoustic image may be generated in a state where the position in the depth direction of the measurement object is shifted from the intended position (original position). When the position of the measurement object in the depth direction is deviated from the original position, the photoacoustic image is blurred when the photoacoustic image is generated from the photoacoustic data by the delay addition method (FIG. 2), for example. Sometimes. This will be described below.

図5は、サンプリング開始からの経過時間と遅延時間との関係を示す。光音響画像の生成では、例えば32個の素子データを遅延加算することで、1ライン分のデータを生成するものとする。図5において、縦軸は、AD変換手段12におけるサンプリング開始からの経過時間を表わす。これは音源の深さ方向の位置に相当する。横軸は、1ライン分のデータを生成する際に加算される超音波探触子11の素子の位置に対応する。図5には、経過時間100μsから、100μs刻みで、各経過時間位置の画像データを生成する際の遅延時間を表わす曲線を示している。例えば光音響画像における300μsに対応する位置の画像データを生成する際には、300μsから、図5において黒丸を付した曲線と300μsとの差で表わされる遅延時間分だけ遅延した時刻の素子データ(32ch分)を加算する。   FIG. 5 shows the relationship between the elapsed time from the start of sampling and the delay time. In the generation of the photoacoustic image, for example, data for one line is generated by delay-adding 32 element data. In FIG. 5, the vertical axis represents the elapsed time from the start of sampling in the AD conversion means 12. This corresponds to the position of the sound source in the depth direction. The horizontal axis corresponds to the position of the element of the ultrasonic probe 11 that is added when data for one line is generated. FIG. 5 shows a curve representing a delay time when generating image data at each elapsed time position in increments of 100 μs from an elapsed time of 100 μs. For example, when generating image data at a position corresponding to 300 μs in a photoacoustic image, element data at a time delayed from 300 μs by a delay time represented by the difference between the curve with a black circle in FIG. 5 and 300 μs ( 32ch) is added.

図6は、遅延加算が正しく行われない例を示す。例えばレーザ光の照射タイミングが、所期のタイミングから100μsだけ早まったとする。レーザ照射タイミングが早まることで、例えば経過時間300μsの地点に存在する音源からの光音響信号が、経過時間200μsの地点からの光音響信号として受信されることになる。図6においては、経過時間300μsに対応する位置の遅延時間を表わす線を、200μsの位置にずらして破線で示している。本来、図6において黒丸を付した、経過時間300μsに対応する曲線(破線)に基づいて定まる遅延時間で各素子の素子データを遅延加算すべきところ、白四角を付した経過時間200μsに対応する曲線に基づいて定まる遅延時間で各素子の素子データを遅延加算することで、正しく画像生成を行うことができず、画像が全体的にぼけた感じの画像となる。   FIG. 6 shows an example in which delay addition is not performed correctly. For example, it is assumed that the irradiation timing of laser light is advanced by 100 μs from the expected timing. By advancing the laser irradiation timing, for example, a photoacoustic signal from a sound source existing at a point with an elapsed time of 300 μs is received as a photoacoustic signal from a point with an elapsed time of 200 μs. In FIG. 6, the line representing the delay time at the position corresponding to the elapsed time of 300 μs is shifted to the position of 200 μs and indicated by a broken line. Originally, element data of each element should be delayed and added with a delay time determined based on a curve (broken line) corresponding to the elapsed time of 300 μs with a black circle in FIG. 6, which corresponds to an elapsed time of 200 μs with a white square. By delay-adding the element data of each element with a delay time determined based on the curve, image generation cannot be performed correctly, and the image becomes a totally blurred image.

一方、超音波画像を考えると、トリガ制御手段13が超音波探触子11に対して超音波送信トリガを出力してから実際に超音波探触子11が被検体内に超音波を出力するまでに要する時間に一定であると考えられる。従って、超音波画像では、上記したようなばらつきによる位置ずれの問題は生じない。そこで、本実施形態では、超音波画像を基準画像として、ずれ量検出手段19においてその基準画像と光音響画像とのずれを求める。つまり第1の光音響画像構築手段17において光照射タイミングにばらつきがないものとして暫定的に光音響画像を生成し、ずれ量検出手段19において、その暫定的に生成された光音響画像と超音波画像とを比較して画像間のずれ量を求める。その後、第2の光音響画像構築手段20において、求められたずれ量分だけ光音響データを補正し、光音響画像を再度生成する。   On the other hand, considering the ultrasonic image, the ultrasonic probe 11 actually outputs ultrasonic waves into the subject after the trigger control means 13 outputs an ultrasonic transmission trigger to the ultrasonic probe 11. It is considered that the time required until the time is constant. Therefore, in the ultrasonic image, the problem of displacement due to the above-described variation does not occur. Therefore, in the present embodiment, the deviation between the reference image and the photoacoustic image is obtained by the deviation amount detection means 19 using the ultrasonic image as the reference image. That is, the first photoacoustic image construction means 17 tentatively generates a photoacoustic image assuming that there is no variation in the light irradiation timing, and the deviation amount detection means 19 generates the tentatively generated photoacoustic image and ultrasonic waves. The amount of deviation between images is obtained by comparing with images. Thereafter, in the second photoacoustic image construction means 20, the photoacoustic data is corrected by the calculated amount of deviation, and a photoacoustic image is generated again.

図7は超音波画像を示し、図8は暫定的に生成された光音響画像を示す。光音響画像における測定対象物は血管部分であるとする。血管部分は、図7に示す超音波画像と、図8に示す光音響画像との双方に現れている。ずれ量検出手段19は、例えば光音響画像を超音波画像に対して所定範囲内で深さ方向に1画素(時間方向に1時刻)ずつずらしつつ、超音波画像の画素値と光音響画像の画素値との差の総和を、両画像間の相関として算出する。この相関は、超音波画像に含まれる血管部分と、光音響画像に含まれる血管部分との位置が重なるずらし量のときに、最大値を取ることになると考えられる。ずれ量検出手段19は、相関値が最大となるときのずらし量を、ずれ量として検出する。   FIG. 7 shows an ultrasonic image, and FIG. 8 shows a provisionally generated photoacoustic image. It is assumed that the measurement object in the photoacoustic image is a blood vessel portion. The blood vessel portion appears in both the ultrasonic image shown in FIG. 7 and the photoacoustic image shown in FIG. For example, the shift amount detection unit 19 shifts the pixel value of the ultrasonic image and the photoacoustic image while shifting the photoacoustic image by one pixel in the depth direction (one time in the time direction) within a predetermined range with respect to the ultrasonic image. The sum of the differences from the pixel values is calculated as the correlation between the two images. It is considered that this correlation takes a maximum value when the amount of shift is such that the positions of the blood vessel portion included in the ultrasonic image and the blood vessel portion included in the photoacoustic image overlap. The deviation amount detection means 19 detects the deviation amount when the correlation value is maximum as the deviation amount.

図9は、再生成された光音響画像を示す。図8に示す暫定的に生成された光音響画像では、例えば遅延加算において、本来の位置からずれた位置に基づく遅延時間で各素子のデータが加算されるため(図6参照)、血管部分がぼけた画像となっている。本実施形態では、第2の光音響画像構築手段20において、超音波画像と光音響画像とのずれの分だけ時間軸(深さ方向の位置)を補正し、光音響データに基づいて光音響画像の生成をやり直す。このようにすることで、光照射のトリガの出力から実際に光が照射されるまでの時間にばらつきが生じたときでも、光音響発生源の深さ方向の位置ずれを補正することができる。また、光音響発生源の位置を補正した状態で光音響画像の構成を再度行うことにより、暫定的に生成した光音響画像に対して画像品質を向上できる。   FIG. 9 shows the regenerated photoacoustic image. In the tentatively generated photoacoustic image shown in FIG. 8, for example, in delay addition, data of each element is added with a delay time based on a position shifted from the original position (see FIG. 6). The image is blurred. In the present embodiment, in the second photoacoustic image construction means 20, the time axis (position in the depth direction) is corrected by the amount of deviation between the ultrasonic image and the photoacoustic image, and the photoacoustic is based on the photoacoustic data. Regenerate the image. By doing so, it is possible to correct the positional deviation in the depth direction of the photoacoustic generation source even when there is a variation in the time from the output of the light irradiation trigger to the actual light irradiation. Further, by re-configuring the photoacoustic image in a state where the position of the photoacoustic generation source is corrected, the image quality can be improved with respect to the provisionally generated photoacoustic image.

ここで、光音響画像と超音波画像とを重畳して(合成して)、或いは並べて表示することを考えると、位置ずれだけを問題とするのであれば、第1の光音響画像構築手段17で生成された光音響画像(図8)をずれの分だけ位置補正して超音波画像と重ねてやればよい。しかしながら、第1の光音響画像構築手段17で生成された光音響画像は誤った位置に基づく画像生成が行われているため、単に位置を合わせるだけでは、ぼけた光音響画像と超音波画像と合成されることになる。本実施形態では、光音響信号の時間軸を検出されたずれの分だけ補正して再生成しているため、光音響データを補正して光音響画像の生成をやり直すため、例えば超音波画像と光音響画像とを合成して表示する際に、本来の位置に基づいて生成された画像品質が高い光音響画像と超音波画像とを合成することができる。   Here, when considering that the photoacoustic image and the ultrasonic image are superimposed (combined) or displayed side by side, the first photoacoustic image construction means 17 is only a problem if only positional deviation is a problem. The position of the photoacoustic image generated in step (FIG. 8) may be corrected by the amount of deviation and superimposed on the ultrasonic image. However, since the photoacoustic image generated by the first photoacoustic image constructing unit 17 is generated based on an incorrect position, a blurred photoacoustic image, an ultrasonic image, and Will be synthesized. In the present embodiment, since the time axis of the photoacoustic signal is corrected and regenerated by the detected deviation, the photoacoustic data is corrected and the generation of the photoacoustic image is performed again. When combining and displaying the photoacoustic image, it is possible to combine the photoacoustic image generated based on the original position and the high-quality image and the ultrasonic image.

なお、上記の実施形態の説明では、光音響画像の生成手法として遅延加算法及びCBP法を説明したが、光音響画像の生成手法は特に限定されない。例えば第1の光音響画像構築手段17及び第2の光音響画像構築手段20が、ハフ変換法により光音響画像を生成するものであってもよい。あるいは、第1の光音響画像構築手段17及び第2の光音響画像構築手段20が、フーリエ変換法により光音響画像を生成するものであってもよい。   In the above description of the embodiment, the delay addition method and the CBP method have been described as the photoacoustic image generation method, but the photoacoustic image generation method is not particularly limited. For example, the first photoacoustic image construction unit 17 and the second photoacoustic image construction unit 20 may generate a photoacoustic image by the Hough transform method. Or the 1st photoacoustic image construction means 17 and the 2nd photoacoustic image construction means 20 may produce | generate a photoacoustic image by a Fourier-transform method.

続いて、本発明の第2実施形態を説明する。図10は、本発明の第2実施形態の光音響画像診断装置を示す。本実施形態の光音響画像診断装置10aは、図1に示す第1実施形態の光音響画像診断装置10の構成に加えて、特徴点抽出手段23を備える。その他の構成は、第1実施形態と同様である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 shows a photoacoustic image diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention. The photoacoustic image diagnostic apparatus 10a of this embodiment includes a feature point extraction unit 23 in addition to the configuration of the photoacoustic image diagnostic apparatus 10 of the first embodiment shown in FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

特徴点抽出手段23は、超音波画像から所定の特徴点を抽出し、特徴点画像を生成する。特徴点抽出手段23は、例えば超音波画像から血管部分に該当する特徴点を抽出し、抽出した血管部分から成る血管画像を特徴点画像として生成する。ずれ量検出手段19は、超音波画像から特徴点が抽出された特徴点画像と光音響画像とに基づいて、両画像間のずれ量を検出する。ずれ量検出手段19は、例えば特徴点画像と光音響画像との相対的な位置をずらしつつ、両画像間の相関を求め、求めた相関に基づいて画像間の位置のずれ量を検出する。   The feature point extraction means 23 extracts a predetermined feature point from the ultrasonic image and generates a feature point image. The feature point extraction means 23 extracts, for example, feature points corresponding to the blood vessel portion from the ultrasonic image, and generates a blood vessel image composed of the extracted blood vessel portion as a feature point image. The shift amount detection means 19 detects the shift amount between the two images based on the feature point image obtained by extracting the feature points from the ultrasonic image and the photoacoustic image. The shift amount detection means 19 obtains a correlation between both images while shifting the relative positions of the feature point image and the photoacoustic image, for example, and detects the shift amount of the position between the images based on the obtained correlation.

ずれ量検出後の動作は、第1実施形態と同様である。すなわち、第2の光音響画像構築手段20にて、検出されたずれの分だけ光音響信号を補正して光音響画像を再生する。本実施形態においても、第1実施形態で得られる効果と同様な効果を得ることができる。すなわち、測定対象物を本来の位置に表示できると共に、光音響画像の画像品質を向上できる。また、本実施形態では、例えば相関に基づいて超音波波画像と光音響画像とのずれ量を検出する際に、比較の対象を絞ったうえで、画像間のずれ量を検出することができる。例えば光音響画像として画像化される部分を特徴点として抽出することで、超音波画像(特徴点画像)と光音響画像とのずれ量を精度よく求めることができる。   The operation after detecting the deviation is the same as that in the first embodiment. That is, the second photoacoustic image construction means 20 corrects the photoacoustic signal by the detected deviation and reproduces the photoacoustic image. Also in this embodiment, the same effect as that obtained in the first embodiment can be obtained. That is, the measurement object can be displayed at the original position, and the image quality of the photoacoustic image can be improved. In the present embodiment, for example, when detecting the amount of deviation between the ultrasonic wave image and the photoacoustic image based on the correlation, the amount of deviation between the images can be detected after narrowing down the comparison target. . For example, by extracting a portion imaged as a photoacoustic image as a feature point, a deviation amount between the ultrasonic image (feature point image) and the photoacoustic image can be obtained with high accuracy.

なお、上記各実施形態では、検出されたずれ量を用いた光音響画像の再生成を1度だけ行う例について説明したが、これには限定されない。例えば、光音響画像と超音波画像との間のずれ量の検出と、検出されたずれ量に基づく光音響画像の再生成とを複数回繰り返し行ってもよい。より詳細には、図4に示すフローチャートにおいて、ステップS8で第2の光音響画像構築手段20が光音響画像の生成を行った後にステップS7に戻り、戻ったステップS7において、ずれ量検出手段19が、第2の光音響画像構築手段20で生成された光音響画像と超音波画像とに基づいてずれ量を検出してもよい。その後、ステップS8に進んで、検出されたずれ量に基づいて光音響画像の生成をやり直す。この場合、例えばずれ量検出手段19で検出されたずれ量が所定のしきい値以下となったときにループ終了とすればよい。ずれ量の検出と光音響画像の再生成とを繰り返し行う場合、補正が進むにつれて光音響画像の画像品質が向上するため、ずれ量検出手段19において検出されるずれの誤差を減少させて再生成される光音響画像の画像品質を更に向上させることができる。   In each of the above embodiments, an example in which the photoacoustic image is regenerated only once using the detected shift amount is described, but the present invention is not limited to this. For example, the detection of the shift amount between the photoacoustic image and the ultrasonic image and the regeneration of the photoacoustic image based on the detected shift amount may be repeated a plurality of times. More specifically, in the flowchart shown in FIG. 4, after the second photoacoustic image construction unit 20 generates the photoacoustic image in step S <b> 8, the process returns to step S <b> 7. However, the amount of deviation may be detected based on the photoacoustic image and the ultrasonic image generated by the second photoacoustic image construction means 20. Then, it progresses to step S8 and produces | generates a photoacoustic image again based on the detected deviation | shift amount. In this case, for example, the loop may be terminated when the amount of deviation detected by the deviation amount detecting means 19 becomes equal to or less than a predetermined threshold value. When the detection of the deviation amount and the regeneration of the photoacoustic image are repeatedly performed, the image quality of the photoacoustic image is improved as the correction progresses. Therefore, the deviation error detected by the deviation amount detection unit 19 is reduced and regenerated. It is possible to further improve the image quality of the photoacoustic image.

上記各実施形態では、光音響画像と超音波画像(特徴点画像)との相関を算出することで画像間のずれ量を検出することとしたが、ずれ量検出の手法はこれには限定されない。例えば光音響画像診断装置内に、光音響画像と超音波画像とに互いに対応する比較ポイントを設定する比較ポイント設定手段を設け、ずれ量検出手段19が、超音波画像に対して設定された比較ポイントと、光音響画像に対して設定された比較ポイントとのずれ量を検出してもよい。比較ポイント設定手段は、例えば超音波画像と光音響画像との特徴解析を行い、その解析結果に従って比較ポイントを設定してもよい。あるいは比較ポイント設定手段は、ユーザに対して比較ポイントの設定を促し、ユーザが指定したポイントを比較ポイントして設定してもよい。   In each of the above embodiments, the shift amount between images is detected by calculating the correlation between the photoacoustic image and the ultrasonic image (feature point image), but the shift amount detection method is not limited to this. . For example, in the photoacoustic image diagnostic apparatus, a comparison point setting unit that sets comparison points corresponding to each other in the photoacoustic image and the ultrasonic image is provided, and the deviation amount detecting unit 19 is compared with the ultrasonic image. You may detect the deviation | shift amount of a point and the comparison point set with respect to the photoacoustic image. The comparison point setting means may perform, for example, feature analysis of the ultrasonic image and the photoacoustic image, and set the comparison point according to the analysis result. Alternatively, the comparison point setting means may prompt the user to set a comparison point and set the point designated by the user as a comparison point.

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光音響画像診断装置、画像生成方法、及びプログラムは、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the suitable embodiment, the photoacoustic image diagnostic apparatus of this invention, the image generation method, and a program are not limited only to the said embodiment, The said embodiment is not limited. Those in which various modifications and changes have been made to the configuration are also included in the scope of the present invention.

10:光音響画像診断装置
11:超音波探触子
12:AD変換手段
13:トリガ制御手段
14:レーザ光源
15:信号処理手段
16:モード切替手段
17、20:光音響画像構築手段
18:超音波画像構築手段
19:ずれ量検出手段
21:画像選択手段
22:画像表示手段
23:特徴点抽出手段
10: Photoacoustic image diagnosis apparatus 11: Ultrasonic probe 12: AD conversion means 13: Trigger control means 14: Laser light source 15: Signal processing means 16: Mode switching means 17, 20: Photoacoustic image construction means 18: Super Sound image construction means 19: deviation amount detection means 21: image selection means 22: image display means 23: feature point extraction means

Claims (9)

超音波画像を生成する超音波画像構築手段と、
被検体内に照射された光により生じた光音響信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像構築手段と、
前記超音波画像と前記光音響画像とに基づいて、両画像間の時間軸方向のずれ量を検出するずれ量検出手段とを備え、
前記光音響画像構築手段が、前記検出されたずれに基づいて前記光音響画像を再生成するものであることを特徴とする光音響画像診断装置。
An ultrasound image construction means for generating an ultrasound image;
Photoacoustic image construction means for generating a photoacoustic image based on a photoacoustic signal generated by light irradiated in the subject;
Based on the ultrasonic image and the photoacoustic image, provided with a shift amount detection means for detecting a shift amount in the time axis direction between the two images
The photoacoustic image diagnosing device, wherein the photoacoustic image constructing unit regenerates the photoacoustic image based on the detected deviation.
前記光音響画像構築手段が、前記光音響信号の時間軸を前記ずれ量検出手段で検出された時間軸方向のずれの分だけ補正して前記光音響信号の再生成を行うものであることを特徴とする請求項1に記載の光音響画像診断装置。   The photoacoustic image construction means corrects the time axis of the photoacoustic signal by the amount of deviation in the time axis direction detected by the deviation amount detection means, and regenerates the photoacoustic signal. The photoacoustic image diagnostic apparatus according to claim 1. 前記ずれ量検出手段で検出されたずれが所定のしきい値以下になるまで、前記光音響画像の再生成と前記ずれの検出とを繰り返し行うものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の光音響画像診断装置。   3. The reproduction of the photoacoustic image and the detection of the shift are repeatedly performed until the shift detected by the shift amount detection unit becomes a predetermined threshold value or less. The photoacoustic image diagnostic apparatus of description. 前記ずれ量検出手段が、前記超音波画像と前記光音響画像との相関を求め、該求めた相関に基づいて前記ずれ量を検出するものであることを特徴とする請求項1から3何れかに記載の光音響画像診断装置。   4. The deviation amount detection unit obtains a correlation between the ultrasonic image and the photoacoustic image, and detects the deviation amount based on the obtained correlation. The photoacoustic image diagnostic apparatus of description. 前記超音波画像から所定の特徴点を抽出して特徴点画像を生成する特徴点抽出手段を更に備え、前記ずれ量検出手段が、前記特徴点画像と前記光音響画像との相関を求め、該求めた相関に基づいて前記ずれ量を検出するものであることを特徴とする請求項1から3何れかに記載の光音響画像診断装置。   The image processing apparatus further includes a feature point extraction unit that extracts a predetermined feature point from the ultrasonic image to generate a feature point image, and the deviation amount detection unit obtains a correlation between the feature point image and the photoacoustic image, 4. The photoacoustic image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the shift amount is detected based on the obtained correlation. 前記特徴点抽出手段が、前記超音波画像から血管部分に該当する特徴点を抽出し、該抽出された血管部分から成る血管画像を前記特徴点画像として生成するものであることを特徴とする請求項5に記載の光音響画像診断装置。   The feature point extracting means extracts a feature point corresponding to a blood vessel portion from the ultrasonic image, and generates a blood vessel image composed of the extracted blood vessel portion as the feature point image. Item 6. The photoacoustic image diagnostic apparatus according to Item 5. 前記ずれ量検出手段が、前記超音波画像に対して設定された比較ポイントと、前記光音響画像に対して設定された、前記超音波画像における比較ポイントに対応する比較ポイントとのずれ量を検出するものであることを特徴とする請求項1から3何れかに記載の光音響画像診断装置。   The deviation amount detecting means detects a deviation amount between a comparison point set for the ultrasonic image and a comparison point corresponding to the comparison point in the ultrasonic image set for the photoacoustic image. The photoacoustic image diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein: 被検体内に出力された超音波に対する反射音響信号に基づいて超音波画像を生成するステップと、
被検体内に照射された光により生じた光音響信号を取得し、該取得した光音響信号に基づいて光音響画像を生成するステップと、
前記超音波画像と前記光音響画像とに基づいて、両画像間の時間軸方向のずれ量を検出するステップと、
前記検出されたずれに基づいて前記光音響画像を再生成するステップとを有することを特徴とする光音響画像生成方法。
Generating an ultrasound image based on the reflected acoustic signal for the ultrasound output in the subject;
Acquiring a photoacoustic signal generated by light irradiated in the subject, and generating a photoacoustic image based on the acquired photoacoustic signal;
Detecting a shift amount in the time axis direction between the two images based on the ultrasonic image and the photoacoustic image;
And regenerating the photoacoustic image based on the detected deviation.
コンピュータに、
被検体内に出力された超音波に対する反射音響信号に基づいて超音波画像を生成する手順と、
被検体内に照射された光により生じた光音響信号を取得し、該取得した光音響信号に基づいて光音響画像を生成する手順と、
前記超音波画像と前記光音響画像とに基づいて、両画像間の時間軸方向のずれ量を検出する手順と、
前記検出されたずれに基づいて前記光音響画像を再生成する手順とを実行させるためのプログラム。
On the computer,
A procedure for generating an ultrasound image based on a reflected acoustic signal for the ultrasound output in the subject;
A procedure for acquiring a photoacoustic signal generated by light irradiated in a subject and generating a photoacoustic image based on the acquired photoacoustic signal;
Based on the ultrasonic image and the photoacoustic image, a procedure for detecting a shift amount in the time axis direction between the two images;
A program for causing the photoacoustic image to be regenerated based on the detected deviation.
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