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1. (WO2019049473) DISPOSITIF DE GÉNÉRATION D'IMAGES PHOTOACOUSTIQUES ET SON PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT
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明 細 書

発明の名称 光音響画像生成装置及び光音響画像生成装置の作動方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009  

先行技術文献

特許文献

0010  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0011   0012   0013  

課題を解決するための手段

0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029  

発明の効果

0030  

図面の簡単な説明

0031  

発明を実施するための形態

0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093  

符号の説明

0094  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28  

明 細 書

発明の名称 : 光音響画像生成装置及び光音響画像生成装置の作動方法

技術分野

[0001]
 本発明は、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像生成装置及び光音響波画像生成装置の作動方法に関する。

背景技術

[0002]
 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が用いられる。超音波探触子から被検体(生体)に超音波を送信させると、その超音波は生体内部を進んでいき、組織界面で反射する。その反射超音波を超音波探触子によって受信し、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。
[0003]
 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、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(光音響波)が発生する。この光音響波を超音波探触子などによって検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することにより、光音響波に基づく生体内の可視化が可能である。光音響イメージングに関し、特許文献1には、光を吸収して光音響波を発生する光音響波発生部を先端付近に設けた穿刺針が提案されている。この穿刺針においては、穿刺針の先端まで光ファイバが設けられ、その光ファイバによって導光された光が光音響波発生部に照射される。光音響波発生部において発生した光音響波は超音波探触子によって検出され、その検出信号に基づいて光音響画像が生成される。光音響画像では、光音響波発生部の部分が輝点として現れ、光音響画像を用いて穿刺針の位置の確認が可能となる。
[0004]
 一方、病変に対する病理学的診断方法は,細胞診断(以下、細胞診とする)と組織診断(以下、組織診とする)とに分類される。細胞診は、患者の放射線画像や超音波画像を撮影することにより取得した医用画像を用いての画像診断において病変が存在する可能性があるとされた場合に、病変が疑われる臓器からの検体や分泌液などの細胞を採取することにより、採取した検体内における異形細胞いわゆるがん細胞の有無を判定する診断方法である。
[0005]
 検体の採取方法による細胞診の種類は、下記表1に示すように剥離細胞診、擦過細胞診及び穿刺吸引細胞診の3つがある。一般的に、肺がん検査では痰(たん)、膀胱がん、尿管がん検査では尿を採取して細胞診を行う剥離細胞診、子宮がん検査では子宮粘膜を綿棒などでこすり取って細胞を集める擦過細胞診、乳がん検査では病変部に採血で使用される細長い針を刺して細胞を採取して細胞診を行う穿刺吸引細胞診が採用される。
[表1]


[0006]
 上記細胞診では、下記表2で示すように検査結果がクラスで判定され、検査結果がクラスIII以上の場合にがん細胞がある、すなわちがんの疑いがあると判定される。
[0007]
[表2]


[0008]
 細胞診においてがんの疑いがあると判定されると、がんの疑いを確定させるために、すなわち異形細胞が悪性であるか否かを診断するために組織診が行われる。組織診は、細胞診でがんを確定できない場合や、手術の必要性等の治療方針を決定する場合等に行われる検査であり、広範囲の細胞を含む病変の組織をメスや生検針(バイオプシ)等で採取して、採取した組織を顕微鏡で観察することによりがんの悪性度や種類等の診断を行う。
[0009]
 組織診においては、患者の病変の組織を切り取るため、患者への侵襲度合いが比較的高く、麻酔を必要とするため組織の採取に時間を要する。これに対して細胞診では例えば上記穿刺吸引細胞診においては、採血程度の細い針、すなわち注射針で細胞の採取を行うため、組織診と比較して、患者に対する侵襲度合いは低く、かつ通常は麻酔が不要であるため細胞の採取に要する時間も短時間となる。したがって近年では組織診を行う前に細胞診が広く行われている。

先行技術文献

特許文献

[0010]
特許文献1 : 特開2015-231583号公報
特許文献2 : 特開2012-120747号公報
特許文献3 : 特開2012-070837号公報
特許文献4 : 特開2005-058584号公報
特許文献5 : 特開2005-323669号公報
特許文献6 : 特開2015-136494号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0011]
 上述した生検針を使用した組織診や穿刺吸引細胞診(fine needle aspiration cytology;FNA)においては、図5に示すように、一方の手で超音波プローブを保持し、他方の手は針を操作しているため、穿刺中に超音波診断装置の細やかな操作は困難であった。そのため、検査の後で、保存した複数の画像リストから適切な画像や動画のフレームを選択し、矢印等のアノテーションを付与するなどして、穿刺した位置を示していたので、操作者にとっては手間となっていた。特にFNAの場合、生検針のような太い針ではなく、注射針のような細い針を使用するため、画像上において針がはっきりと描画されにくいため、後から画像上で明確に針の位置を探すのは困難である。また、一般的にFNAにおいては、1つの病変部内で複数回、針先を動かすため、組織が傷つくことにより針の存在が見え難くなる場合があり、後から画像上で明確に針の位置を探すのは困難である。
[0012]
 特許文献2,3には、過去の針先位置の履歴を画像表示することが記載されている。しかし、特許文献2,3は光音響イメージングを使用せずに、針が被検体内で動くことにより針先を検出しており、被検体内で針が動いていないと針先を検出することができない。そのため、穿刺吸引細胞診を行う場合、被検体内で穿刺針を静止させた状態で細胞を吸引すると針先の正確な位置の検出は困難な場合がある。また特許文献4~6は、それぞれ組織診や穿刺針焼灼を行う場合のボリュームデータの穿刺支援に関する文献であり、針先の位置を保存して表示させることが記載されているが、光音響イメージングを使用しておらず、細胞診に関する記載もない。
[0013]
 本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、細胞診を行う場合に、検査の後で、穿刺中の挿入物の位置を画像上で正確に把握することができる光音響画像生成装置及び光音響画像生成装置の作動方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0014]
 本発明の光音響画像生成装置は、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像生成部と、
 細胞診において挿入物の先端部分で被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、トリガ毎に挿入物の先端部分の光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させる制御部とを備える。
[0015]
 ここで本発明において「位置情報」とは、挿入物の先端部分の位置が検出できる情報を意味し、例えば光音響画像生成部によって生成されたリアルタイムの光音響画像の静止画像のみを位置情報としてもよいし、上記静止画像から挿入物の先端部分の座標上の位置を検出し、検出した座標値を位置情報としてもよい。また上記静止画像と上記座標値とを合わせて位置情報としてもよい。
[0016]
 なお本発明の光音響画像生成装置においては、所定のトリガを入力する入力部を備えていてもよい。
[0017]
 また本発明の光音響画像生成装置においては、制御部が、光音響画像上の挿入物の先端部分の位置が予め定められた時間内に予め定められた距離よりも多く移動しなかった場合に所定のトリガを発生してもよい。
[0018]
 また本発明の光音響画像生成装置においては、制御部が、光音響画像上の挿入物の先端部分の位置が経時的に変化していく方向が一方向から他方向へ切り替わった場合に所定のトリガを発生してもよい。
[0019]
 ここで本発明において「一方向から他方向へ切り替わった場合」とは、挿入物が移動しているときに移動する方向を一方向として、一方向とは異なる方向を他方向とする。
[0020]
 また本発明の光音響画像生成装置においては、制御部が、トリガ毎に記憶させる位置情報に各々識別情報を付与してもよい。
[0021]
 なお本発明において「識別情報」は、各位置情報が識別できればよく、異なるマーカー情報であっても、色別情報であっても、番号情報であってもよい。
[0022]
 また本発明の光音響画像生成装置においては、被検体内に出力された超音波に対する反射音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
 光音響画像及び超音波画像の少なくとも一方の画像を表示する画像表示部をさらに備え、
 画像表示部が2画面表示可能であり、
 制御部が、画像表示部の一方の画面に超音波画像と光音響画像とを重畳した重畳画像をリアルタイムに表示し、他方の画面に代表画像を表示させてもよい。
[0023]
 ここで本発明において「代表画像」は、被検体を表す画像すなわち同一患者であればよく、例えば光音響画像の静止画像が重畳される超音波画像であってもよいし、予め取得されてサーバー等に保存されている画像であってもよい。また「代表画像」は静止画像であってもよいし、動画像であってもよいし、二次元画像であってもよいし、三次元画像であってもよいし、特に限定されるものではない。ユーザが任意に設定や変更することができる。
[0024]
 また本発明の光音響画像生成装置においては、代表画像が、縦方向の断面画像及び横方向の断面画像であり、
 制御部が、縦方向の断面画像及び横方向の断面画像を画像表示部に並べて表示させてもよい。
[0025]
 ここで本発明において「縦方向」及び「横方向」は、被検体において互いに直交する方向であり、例えば被検体が人体の場合には、背の高さ方向を縦方向とし、背の高さ方向に直交する方向を横方向とすることができる。
[0026]
 また本発明の光音響画像生成装置においては、制御部が、トリガ毎に記憶させる位置情報の累積画像を表示手段に出力してもよい。
[0027]
 なお本発明において「累積画像」は、トリガ毎に記憶された挿入物の先端部分の位置を1つの画像上に示した画像を意味する。
[0028]
 また本発明の光音響画像生成装置においては、挿入物が先端部分の先端に開口部を有し、
 制御部が、開口部から被検体の細胞を吸引して採取する工程中に、所定のトリガに応答して記憶手段に位置情報を記憶させてもよい。
[0029]
 本発明の光音響画像生成装置の作動方法は、光音響画像生成部と制御部とを備える光音響画像生成装置の作動方法であって、
 光音響画像生成部が、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成し、
 制御部が、細胞診において前挿入物の先端部分で被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、トリガ毎に挿入物の先端部分の光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させる。

発明の効果

[0030]
 本発明の光音響画像生成装置及び光音響画像生成装置の作動方法によれば、光音響画像生成部が、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成し、制御部が、細胞診において前挿入物の先端部分で被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、トリガ毎に挿入物の先端部分の光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させるので、検査の後で、トリガ毎に記憶された位置情報を画像表示部に表示させることにより、穿刺中の挿入物の先端部分の光音響画像上の位置を正確に把握することができる。すなわち挿入物が被検体のどこを穿刺したのかを検査の後ですべて正確に把握することができるので、穿刺が適切に行われたか否かの証拠とすることができる。

図面の簡単な説明

[0031]
[図1] 本発明の光音響画像生成装置を含む第1の実施形態の光音響画像生成システムの概略構成を示すブロック図
[図2] 穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
[図3] 光音響画像生成システムの作動方法を含むFNAの一連の処理のフローチャート
[図4] 画像表示部に表示された超音波画像の一例を示す図
[図5] 超音波探触子と穿刺針の操作方法の一例を示す図
[図6] 画像表示部に表示されたNTV表示の一例を示す図
[図7] シリンジの動きを説明する図
[図8] 画像表示部に表示されたNTV表示とサムネイル画像の一例を示す図(その1)
[図9] 画像表示部に表示されたNTV表示とサムネイル画像の一例を示す図(その2)
[図10] 画像表示部に表示されたNTV表示とサムネイル画像の一例を示す図(その3)
[図11] 画像表示部に表示されたNTV表示とサムネイル画像の一例を示す図(その4)
[図12] 画像表示部に表示された超音波画像とサムネイル画像の一例を示す図
[図13] 画像表示部に表示されたNTV Overlay画像とサムネイル画像の一例を示す図(その1)
[図14] プレパラートの一例を示す図
[図15] 画像表示部に表示されたNTV Overlay画像とサムネイル画像の一例を示す図(その2)
[図16] 画像表示部に表示されたNTV Overlay画像とサムネイル画像の一例を示す図(その3)
[図17] 画像表示部に表示されたNTV Overlay画像とサムネイル画像の一例を示す図(その4)
[図18] 画像表示部に表示されたNTV Overlay画像の一例を示す図
[図19] 光音響画像生成システム10の作動方法を含むFNAの一連の処理の他のフローチャート(その1)
[図20] 光音響画像生成システムの作動方法を含むFNAの一連の処理の他のフローチャート(その2)
[図21] 画像表示部における2画面表示の一例を示す図(その1)
[図22] 画像表示部における2画面表示の一例を示す図(その2)
[図23] 画像表示部における2画面表示とサムネイル画像の一例を示す図(その1)
[図24] 画像表示部における2画面表示とサムネイル画像の一例を示す図(その2)
[図25] 画像表示部における2画面表示とサムネイル画像の一例を示す図(その3)
[図26] 画像表示部における2画面表示とサムネイル画像の一例を示す図(その4)
[図27] 画像表示部における2画面表示とサムネイル画像の一例を示す図(その5)
[図28] 画像表示部における2画面表示とサムネイル画像の一例を示す図(その6)

発明を実施するための形態

[0032]
 以下、本発明の光音響画像生成装置の第1の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態の光音響画像生成装置に相当する超音波ユニット12を備えた光音響画像生成システム10の概略構成を示す図、図2は穿刺針15の先端部分の構成を示す断面図である。
[0033]
 本実施形態の光音響画像生成システム10は、図1に示すように、超音波探触子(プローブ)11、超音波ユニット12、レーザユニット13、及び穿刺針15を備えている。穿刺針15とレーザユニット13とは、光ファイバを有する光ケーブル16によって接続されている。穿刺針15は、光ケーブル16に対して着脱可能なものであり、ディスポーザブルに構成されたものである。なお、本実施形態では、音響波として超音波を用いるが、超音波に限定されるものでは無く、被検対象や測定条件等に応じて適切な周波数を選択してさえいれば、可聴周波数の音響波を用いても良い。なお、図1においては図示省略したが、穿刺針15には、シリンジや輸液チューブ等が接続され、薬液注入に利用できる。本実施形態においては、穿刺針15には、チューブSbを介してシリンジSが接続される(図7参照)。なおシリンジSは、内部に可動式のプランジャを備え、このプランジャの後端にはプランジャを押引するための操作部Saが備えられている。
[0034]
 レーザユニット13は、たとえばYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)及びアレキサンドライトなどを用いた固体レーザ光源を備えている。レーザユニット13の固体レーザ光源から出射されたレーザ光は、光ケーブル16によって導光され、穿刺針15に入射される。本実施形態のレーザユニット13は、近赤外波長域のパルスレーザ光を出射するものである。近赤外波長域とは、700nm~2500nmの波長域を意味する。なお、本実施形態においては、レーザダイオード光源を用いるようにしたが、固体レーザ光源、ファイバレーザ光源、気体レーザ光源などその他のレーザ光源を用いるようにしてもよいし、レーザ光源以外のたとえば発光ダイオード光源を用いるようにしてもよい。
[0035]
 穿刺針15は、本発明の挿入物の一実施形態であり、その少なくとも一部が被検体に穿刺される針である。図2は、穿刺針15の長さ方向に伸びる中心軸を含む断面図である。穿刺針15は、鋭角に形成された先端に先端開口15eを有し、中空状に形成された穿刺針本体15aと、レーザユニット13から出射されたレーザ光を穿刺針15の先端開口15eの近傍まで導光する光ファイバ15bと、光ファイバ15bから出射したレーザ光を吸収して光音響波を発生する光音響波発生部15cとを含む。
[0036]
 光ファイバ15b及び光音響波発生部15cは、穿刺針本体15aの中空部15dに配置される。光ファイバ15bは、たとえば穿刺針15の基端部に設けられた光コネクタを介して光ケーブル16(図1を参照)内の光ファイバに接続される。光ファイバ15bの光出射端からは、たとえば0.2mJのレーザ光が出射される。
[0037]
 光音響波発生部15cは、光ファイバ15bの光出射端に設けられており、穿刺針15の先端近傍かつ穿刺針本体15aの内壁に設けられる。光音響波発生部15cは、光ファイバ15bから出射されるレーザ光を吸収して光音響波を発生する。光音響波発生部15cは、たとえば黒顔料を混合したエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びシリコーンゴムなどから形成されている。なお、図2では、光ファイバ15bよりも光音響波発生部15cの方が大きく描かれているが、これには限定されず、光音響波発生部15cは、光ファイバ15bの径と同程度の大きさであってもよい。
[0038]
 光音響波発生部15cは、上述したものに限定されず、レーザ光の波長に対して光吸収性を有する金属膜又は酸化物の膜を、光音響波発生部としてもよい。たとえば光音響波発生部15cとして、レーザ光の波長に対して光吸収性が高い酸化鉄や、酸化クロム及び酸化マンガンなどの酸化物の膜を用いることができる。あるいは、光吸収性は酸化物よりも低いが生体適合性が高いTi(チタン)やPt(白金)などの金属膜を光音響波発生部15cとして用いてもよい。また、光音響波発生部15cが設けられる位置は穿刺針本体15aの内壁には限定されない。たとえば光音響波発生部15cである金属膜又は酸化物の膜を、蒸着などにより光ファイバ15bの光出射端上に例えば100nm程度の膜厚で製膜し、酸化物の膜が光出射端を覆うようにしてもよい。この場合、光ファイバ15bの光出射端から出射されたレーザ光の少なくとも一部は、光出射端を覆う金属膜又は酸化物の膜で吸収され、金属膜又は酸化物の膜から光音響波が生じる。
[0039]
 なお、穿刺針15の先端近傍とは、その位置に光ファイバ15bの先端及び光音響波発生部15cが配置された場合に、穿刺作業に必要な精度で穿刺針15の先端の位置を画像化できる光音響波を発生可能な位置であることを意味する。たとえば穿刺針15の先端から基端側へ0mm~3mmの範囲内のことを指す。以降の実施の形態においても、先端近傍とは同様の意味とする。また本実施形態において、穿刺針15はFNAを行う際に使用される。本実施形態においてFNAは、マンモグラフィや超音波などの画像診断で病変(乳がん)の疑いがある場合に行うものとし、乳房内の乳がんの疑いのある領域をターゲット領域Tとして、ターゲット領域Tに存在する細胞を穿刺針15で採取する。なお一般的に組織診で使用される針の直径は1.4mm~4mmの場合が多いのに対して、細胞診で使用される針の直径は0.4~2mm程度のものが使用されるが、穿刺針15のサイズについてはこれに限られるものではなく、細胞を採取する対象等によって適宜変更される。本実施形態においてFNAは乳房内の細胞を採取するものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、甲状腺やリンパ節等、ブラシや綿棒では触れない、すなわち擦過細胞診が適用できない病変部の細胞を採取するものにも適用できる。
[0040]
 図1に戻り、超音波探触子11は、本発明の音響波検出手段に相当するものであり、たとえば一次元的に配列された複数の検出器素子(超音波振動子)を有している。超音波探触子11は、被検体に穿刺針15が穿刺された後に、光音響波発生部15cから発生された光音響波を検出する。超音波探触子11は、光音響波の検出に加えて、被検体に対する音響波(超音波)の送信、及び送信した超音波に対する反射音響波(反射超音波)の受信を行う。超音波の送信と受信とは分離した位置で行ってもよい。たとえば超音波探触子11とは異なる位置から超音波の送信を行い、その送信された超音波に対する反射超音波を超音波探触子11で受信してもよい。超音波探触子11としては、リニア超音波探触子、コンベクス超音波探触子、又はセクター超音波探触子などを用いることができる。また、2次元アレイを用いても良い。
[0041]
 超音波ユニット12は、受信回路21、受信メモリ22、データ分離部23、光音響画像生成部24、超音波画像生成部25、画像出力部26、送信制御回路27、制御部28、及び記憶部29(本発明の記憶手段の一例)を有する。超音波ユニット12は、典型的にはプロセッサ、メモリ、及びバスなどを有する。超音波ユニット12には、光音響画像生成処理及び超音波画像生成処理などに関するプログラムがメモリに組み込まれている。プロセッサによって構成される制御部28によってそのプログラムが動作することで、データ分離部23、光音響画像生成部24、超音波画像生成部25、及び画像出力部26の機能が実現する。すなわち、これらの各部は、プログラムが組み込まれたメモリとプロセッサにより構成されている。
[0042]
 なお、本実施形態においては、プログラムをプロセッサによって実行することによって各部を機能させるようにしたが、これに限らず、一部又は全部の機能をハードウェアによって実現するようにしてもよい。ハードウェアの構成としては、特に限定されるものではなく、複数のIC(Integrated Circuit)、ASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(field-programmable gate array)、メモリ及びでディスクリート部品からなる回路などを適宜組み合わせることによって実現することができる。
[0043]
 受信回路21は、超音波探触子11が出力する検出信号を受信し、受信した検出信号を受信メモリ22に格納する。受信回路21は、典型的には、低ノイズアンプ、可変ゲインアンプ、ローパスフィルタ、及びAD変換器(Analog to Digital convertor)を含む。超音波探触子11の検出信号は、低ノイズアンプで増幅された後に、可変ゲインアンプで深度に応じたゲイン調整がなされ、ローパスフィルタで高周波成分がカットされた後にAD変換器でデジタル信号に変換され、受信メモリ22に格納される。受信回路21は、例えば1つのIC(Integrated Circuit)で構成される。
[0044]
 超音波探触子11は、光音響波の検出信号と反射超音波の検出信号とを出力し、受信メモリ22には、AD変換された光音響波及び反射超音波の検出信号(サンプリングデータ)が格納される。データ分離部23は、受信メモリ22から光音響波の検出信号のサンプリングデータを読み出し、光音響画像生成部24に送信する。また、データ分離部23は、受信メモリ22から反射超音波のサンプリングデータを読み出し、超音波画像生成部25に送信する。
[0045]
 光音響画像生成部24は、超音波探触子11で検出された光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成する。光音響画像の生成は、たとえば整相加算などの画像再構成、検波及び対数変換などを含む。光音響画像では、光音響波発生部15cの部分が輝点として現れるので、光音響画像を用いて穿刺針15の位置の確認が可能となる。超音波画像生成部25は、超音波探触子11で検出された反射超音波の検出信号に基づいて超音波画像(反射音響波画像)を生成する。超音波画像の生成も、整相加算などの画像再構成、検波及び対数変換などを含む。画像出力部26は、光音響画像及び超音波画像の少なくとも一方をディスプレイ装置などの画像表示部30に出力する。また画像出力部26は後述する記憶部29に記憶された光音響画像データを画像表示部30に出力する。
[0046]
 制御部28は、超音波ユニット12内の各部を制御する。制御部28は、光音響画像を取得する場合は、レーザユニット13にトリガ信号を送信し、レーザユニット13からレーザ光を出射させる。また、レーザ光の出射に合わせて、受信回路21にサンプリングトリガ信号を送信し、光音響波のサンプリング開始タイミングなどを制御する。
[0047]
 制御部28は、超音波画像を取得する場合は、送信制御回路27に超音波送信を指示する旨の超音波送信トリガ信号を送信する。送信制御回路27は、超音波送信トリガ信号を受けると、超音波探触子11から超音波を送信させる。超音波探触子11は、たとえば音響ラインを一ラインずつずらしながら走査して反射超音波の検出を行う。制御部28は、超音波送信のタイミングに合わせて受信回路21にサンプリングトリガ信号を送信し、反射超音波のサンプリングを開始させる。
[0048]
 また本実施形態の制御部28は、FNAにおいて穿刺針15の先端部分で被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、トリガ毎に穿刺針15の先端部分の光音響画像上の位置情報を後述する記憶部29に記憶させる。なお本実施形態では、制御部28は、光音響画像生成部24によって生成されたリアルタイムの光音響画像の静止画像を穿刺針15の先端部分の光音響画像上の位置情報として記憶部29に記憶させる。また制御部28は、光音響画像生成部24が生成した光音響画像の画像表示部30への表示をON又はOFFするNTV(Needle Tip Visualization:針先先端視覚化)モードを備え、制御部28は、後述する入力部40によりNTVモードがONにされると画像表示部30に光音響画像を表示させる。なお光音響画像は画像表示部30に表示されている超音波画像に重畳して表示される。
[0049]
 記憶部29は、穿刺針15の先端部分の光音響画像上の位置情報を記憶し、制御部28の指示によって記憶した位置情報等を画像出力部26に出力する。なお、本実施形態では上述した光音響画像の静止画像を記憶する。
[0050]
 画像表示部30は、より具体的には、例えば液晶表示装置等からなる画像表示画面である。画像表示部30は、操作者によって直接入力が可能なタッチパネルで構成されていてもよい。画像表示部30においては、光音響波画像と超音波画像とを別々に表示することができ、合成して表示することもできる。光音響波画像と超音波画像とを合成して表示することで、穿刺針15の先端が生体内のどこにあるかを確認することができるようになるため、正確で安全な穿刺が可能になる。
[0051]
 入力部40は、マウスやキーボード等で構成され、図示は省略するが例えば画像表示部30とは別のタッチパネル、保存ボタンやNTV Overlayボタンを含む複数の入力ボタン及び、複数の入力キー等も備えている。なお図示はしないが、保存ボタンは制御部28にトリガ信号を入力するためのボタンであり、NTV Overlayボタンは画像表示部30に表示された超音波画像Ibに、記憶部29に記憶された後述する重畳画像Iを全て重畳して表示させるためのボタンである。
[0052]
 次に、本実施形態の超音波ユニット12を備えた光音響画像生成システム10の作動方法を含むFNAの一連の処理について、図3に示すフローチャートを参照しながら説明する。図3は光音響画像生成システム10の作動方法を含むFNAの一連の処理のフローチャート、図4は画像表示部30に表示された超音波画像Ibの一例を示す図、図5は超音波探触子11と穿刺針15の操作方法の一例を示す図、図6は画像表示部30に表示されたNTV表示の一例を示す図、図7はシリンジSの動きを説明する図、図8~図11はそれぞれ画像表示部30に表示されたNTV表示とサムネイル画像の一例を示す図、図12は画像表示部30に表示された超音波画像Ibとサムネイル画像の一例を示す図、図13は画像表示部30に表示されたNTV Overlay画像Ioとサムネイル画像の一例を示す図、図14はプレパラートの一例を示す図である。なお本実施形態においては、マンモグラフィや超音波などの画像診断で病変(乳がん)の疑いがある場合に行うFNAを例にして以下説明する。具体的には、乳房内の乳がんの疑いのある領域をターゲット領域Tとして、ターゲット領域Tに存在する細胞を穿刺針15で採取する。
[0053]
 図3に示すように、まず医師などのユーザによって被検者の乳房上で超音波探触子11が走査されてスクリーニングが開始される(ステップS1)。超音波ユニット12は、超音波探触子11からの信号を受け取ると、図4に示すように、画像表示部30に超音波画像Ibを表示させる(ステップS2)。ユーザは図5に示す様に、例えば左手H1に超音波探触子11を操作し、右手H2に穿刺針15を操作して、表示された超音波画像Ibを確認しながら、乳房内の乳がんの疑いのある領域、すなわちターゲット領域Tを決定する(ステップS3)。
[0054]
 ターゲット領域Tが決定されると、ユーザが入力部40を操作することによりNTVモードがONにされ(ステップS4)、制御部28が、図6に示すように、光音響画像生成部24によって生成された光音響画像を、画像出力部26を介して画像表示部30に表示させる。画像出力部26は超音波画像Ibと光音響画像とを重畳して画像表示部30に表示し、画像表示部30をNTV表示する(ステップS5)。ここで本実施形態においては、超音波画像Ibと光音響画像とを重畳して合成した画像を重畳画像Iという。また光音響画像が画像表示部30に表示されることをNTV表示という。本実施形態では、NTV表示は光音響画像生成部24によって生成されたリアルタイムの光音響画像と超音波画像生成部25によって生成されたリアルタイムの超音波画像Ibとを重畳して合成した重畳画像Iを画像表示部30に表示させる。
[0055]
 さらに制御部28は、画像表示部30がNTV表示であることが、すなわちNTVモードがONにされていることが視認できるように、例えばNTVの文字を、画像出力部26を介して画像表示部30に表示させる。なお表示させる文字についてはNTVに限定されるものではなく、NTV表示であることが視認できれば、例えばアイコンベースのグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を使用してもよい。またNTVの文字の色は特に限定されるものではなく、操作者によって任意に変更可能とする。なお光音響画像において、画像中の穿刺針15の先端の位置を検出し、検出した穿刺針15の先端を画像表示部30において強調して表示させてもよい。強調表示する場合には、穿刺針15の先端部分の位置の検出方法としては、たとえば光音響画像における最大輝度点の位置を、穿刺針15の先端部分の位置として検出するようにすればよい。
[0056]
 画像表示部30がNTV表示されると(ステップS5)、ユーザにより、レーザユニット13の駆動の前後等の任意のタイミングで穿刺針15が被検体に穿刺され(ステップS6)、穿刺針15が被検体に挿入される。穿刺針15が被検体に挿入されると、図6に示すように、被検体に挿入された穿刺針15の先端部分は重畳画像I上で最も明るい輝点として現れる。本実施形態においては以下、重畳画像I上に表示される穿刺針15を穿刺針N、穿刺針Nの先端部分を先端部分Ntという。なお穿刺針Nの先端部分Ntは操作者によって選択可能な任意の色で表示してもよいし、点滅表示させてもよい。また穿刺針Nは見やすいように、実際の針よりも太く、すなわち強調させて表示してもよいし、装置側において適宜調整可能にしてもよい。なお穿刺針Nは重畳画像I上において認識できない場合には重畳画像I上において表示しなくてもよい。また先端部分Ntも実際の輝点よりもさらに強調させて表示してもよい。穿刺針Nや先端部分Ntの表示方法については、ユーザが任意に設定することができる。
[0057]
 ユーザは、重畳画像I上で穿刺針Nの先端部分Ntがターゲット領域Tに到達すると、図7に示すように、シリンジ操作者Hが操作部Saをシリンジ操作者H側すなわち手前に引くことによりチューブSbを介して穿刺針15の先端開口15eからターゲット領域T内部の細胞を吸引する(ステップS7)。なおシリンジSを操作するシリンジ操作者Hは、超音波探触子11や穿刺針15を操作するユーザとは別の人物である。制御部28は、入力部40からトリガ信号が入力されたか否かを判別することにより、細胞の吸引中に保存ボタンが押下されたか否かを判別する(ステップS8)。制御部28が、保存ボタンが押されていないと判別した場合には(ステップS8;N)、保存ボタンが押されるまでステップS8の処理を繰り返し行う。一方、制御部28が、保存ボタンが押下されたと判別した場合には(ステップS8;Y)、制御部28が記憶部29に重畳画像Iの静止画像を記憶させる(ステップS9)。このとき重畳画像Iを構成する光音響画像も穿刺針Nの先端部分Ntの位置情報として記憶部29に記憶される。また重畳画像Iを構成する超音波画像も記憶部29に記憶される。保存ボタンはユーザによって押されてもよいし、シリンジ操作者Hによって押されてもよいし、その他の人物によって押されてもよいし、特に限定されるものではない。
[0058]
 穿刺針15の先端開口15eからターゲット領域T内部の細胞を吸引中に、保存ボタンが押下されたタイミングで穿刺針Nの先端部分Ntの位置情報を記憶することにより、ユーザの任意のタイミングでの上記位置情報を取得することができる。ユーザがターゲット領域T内で穿刺針Nを移動したタイミングで保存ボタンを押すことにより、細胞を吸引した位置の位置情報を取得することができる。
[0059]
 制御部28は、図8に示すように、記憶部29に記憶された重畳画像Iを画像表示部30にサムネイル表示させる(ステップS9)。本実施形態では制御部28は、画像表示部30の左下、すなわち重畳画像Iの下方にこの重畳画像Iのサムネイル画像P1を表示させる。次に図9に示すように、ユーザによって穿刺針15がターゲット領域T内部の別の位置に移動される(ステップS11)。本実施形態において穿刺針15の移動は、被検体に穿刺針15を挿入した状態で、かつシリンジSによる吸引中に行われる。
[0060]
 制御部28は、保存ボタンが押下されたか否かを判別し(ステップS12)制御部28が、保存ボタンが押されていないと判別した場合には(ステップS12;N)、保存ボタンが押されるまでステップS12の処理を繰り返し行う。一方、制御部28が、保存ボタンが押下されたと判別した場合には(ステップS12;Y)、制御部28が記憶部29に穿刺針15の移動後の重畳画像Iの静止画像を記憶させる(ステップS13)。このとき移動後の重畳画像Iを構成する光音響画像も穿刺針Nの先端部分Ntの位置情報として保存される。
[0061]
 制御部28は、図10に示すように、記憶部29に記憶された移動後の重畳画像Iを画像表示部30にサムネイル表示させる(ステップS14)。制御部28は、前回記憶させた重畳画像Iのサムネイル画像P1の左隣に今回記憶させた重畳画像Iのサムネイル画像P2を表示させる。なおサムネイルの表示順序については、予めユーザが設定可能である。本実施形態においては、最後に記憶させた重畳画像Iのサムネイル画像が左端になるように表示させる。次に制御部28は、穿刺針15が被検体から抜かれたか否かを判別し(ステップS15)、穿刺針15が抜かれていないと判別した場合には(ステップS15;N)、制御部28はステップS11へ処理を移行し、以降の処理を繰り返し行う。本実施形態においては、ステップS11~ステップS14の処理を3回繰り返して行い、制御部28は図11に示すように4つのサムネイル画像P1~P4を表示させる。なお本実施形態においてはユーザがターゲット領域Tにおいて4か所で細胞を採取したとして、穿刺針Nの先端部分Ntの4つの位置情報を取得したが、本発明はこれに限られるものではなく、5か所又は6か所で細胞を採取する場合には5つ又は6つの先端部分Ntの位置情報を取得し、10か所で細胞を採取する場合には10つの先端部分Ntの位置情報を取得する。細胞を採取する箇所は、ターゲットの種類や大きさ等によって異なるが、本発明においては細胞を採取する全ての箇所において先端部分Ntの位置情報を取得する。
[0062]
 一方、制御部28がステップS15において穿刺針15が抜かれたと判別した場合には(ステップS15;Y)、制御部28はNTVモードをOFFにして(ステップS16)、図12に示すように、画像出力部26を介して画像表示部30上のNTVの文字を非表示にさせる(ステップS17)。すなわち画像表示部30には図12に示すように、超音波画像Ibのリアルタイム画像と記憶部29に記憶された重畳画像Iのサムネイル画像P1~P4が表示される。
[0063]
 そして制御部28は、NTV Overlayボタンが押下されたか否かを判別し(ステップS18)制御部28が、NTV Overlayボタンが押されていないと判別した場合には(ステップS18;N)、後述するように採取した細胞の診断をして(ステップS20)、一連の処理を終了する。一方、NTV Overlayボタンが押下されたと判別した場合には(ステップS18;Y)、図13に示すように、制御部28が記憶部29に記憶された全ての光音響画像の静止画像を、画像表示部30に表示されている超音波画像に重畳して表示させる(ステップS19)。本実施形態ではこの表示をNTV Overlay表示といい、表示された画像をNTV Overlay画像Ioとする。また全ての光音響画像の静止画像が重畳して表示されていることを視認できるように、例えばNTV Overlayの文字を、画像出力部26を介して画像表示部30に表示させる。なお表示させる文字についてはNTV Overlayに限定されるものではなく、全ての光音響画像の静止画像が重畳して表示されていることが視認できれば、例えばアイコンベースのグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を使用してもよい。またNTV Overlayの文字の色は特に限定されるものではなく、操作者によって任意に変更可能とする。なお入力部40からの入力により、制御部28は、画像表示部30の上側に表示されたNTV Overlay画像Ioを記憶部29に記憶させることもできる。このとき画像表示部30に表示された4つのサムネイル画像も一緒に記憶させてもよい。
[0064]
 次に、穿刺針15によって被検体の細胞が採取されると、採取した細胞の診断が行われる。シリンジ操作者Hが操作部Saを押すことにより図14に示すように、チューブSbを介して穿刺針15の先端開口15eからガラスのプレパラートGの表面に採取した細胞Cを吹き付ける。なおプレパラートGの表面の一端部Gaには、細胞Cを採取した日付や患者の名前等が記載される。そして細胞Cが吹き付けられたプレパラートGは、染色された後に、ユーザによって顕微鏡等でがん細胞が存在するか否かが観察される。このようにしてFNAの一連の処理が行われる。
[0065]
 本実施形態の超音波ユニット12によれば、検査の後で、トリガ毎に記憶された位置情報を画像表示部30に表示させることにより、穿刺針15の先端部分の光音響画像上の位置を正確に把握することができる。すなわち穿刺針15が被検体のどこを穿刺したのかを検査の後ですべて正確に把握することができるので、穿刺が適切に行われたか否かの証拠とすることができる。
[0066]
 なお図13においては、NTV Overlay画像Io上に、穿刺針Nの先端部分Ntのみを表示させているが、実際には先端部分Nt以外も表示される。ただし、光音響画像において、画像中の穿刺針N及び穿刺針Nの先端部分Ntの位置を検出した場合には、検出した先端部分Ntのみを表示させることもできる。この場合、検出した先端部分Ntをマーカー表示させてもよい。
[0067]
 またNTV Overlay画像Ioは上記実施形態に限定されるものではなく、重畳する光音響画像の静止画像はユーザが任意に選択することができる。この場合、NTV
Overlay画像Ioに使用された光音響画像を分かりやすくするために、図15に示すように、制御部28が、NTV Overlay画像Ioに使用された光音響画像を使用したサムネイル画像P2~P4の枠を各々太枠で表示させたり、異なる色の枠で表示させたりしてもよい。なおNTV Overlay画像Ioに使用された光音響画像であることが視認できれば、例えばアイコンベースのグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を使用してもよい。図15において、サムネイルとして画像表示部30には表示されていないが、サムネイル画像P1もNTV Overlay画像Ioに使用された光音響画像として選択されている。本実施形態においては、画像表示部30はサムネイル画像が4つ表示されるものとし、新たなサムネイル画像が表示されると最も先に記憶されたサムネイル画像が表示されなくなる。サムネイル画像は例えば図示しないスクロール等をユーザが操作することにより、任意の画像を表示させることができる。また画像表示部30に表示可能なサムネイル画像の数はユーザによって設定可能とする。
[0068]
 また図16に示すように、制御部28がNTV Overlay画像Ioに使用された光音響画像を使用したサムネイル画像P1~P4(画像表示部30には表示されていないがサムネイル画像P1も選択されているものとする)にそれぞれ番号を付けて表示させ、かつNTV Overlay画像Io上の穿刺針Nの先端部分Ntをマーカー表示させて、このマーカー近傍にもそれぞれサムネイル画像P1~P4に対応する番号を表示させてもよい。これによりNTV Overlay画像Ioに使用された光音響画像を識別し易くすることができる。また対応する番号毎にマーカーと番号の色を変えて表示させてもよい。なお色はユーザによって任意に変更可能とする。
[0069]
 また図17に示すように、制御部28がNTV Overlay画像Io上の穿刺針Nの先端部分Ntをそれぞれ形状の異なるマーカーで表示させて、かつNTV Overlay画像Ioに使用された光音響画像のサムネイル画像P1~P4(画像表示部30には表示されていないがサムネイル画像P1も選択されているものとする)にそれぞれNTVOverlay画像Io上の穿刺針Nの先端部分Ntに対応するマーカーを付けて表示させてもよい。
[0070]
 また画像表示部30の大きさによってはサムネイル画像を表示できない場合があるので、画像表示部30にサムネイル画像を表示しなくてもよい。この場合、例えば図18に示すように、制御部28が画像表示部30の左下に、記憶された順番に重畳画像Iで使用されているマーカーを表示するようにしてもよい。
[0071]
 また本実施形態においては、NTV Overlay表示の際に、光音響画像の静止画像が重畳される超音波画像Ib(以下、代表画像と称する)を画像表示部30に表示されている画像としたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばNTVモード中に最初に保存された超音波画像Ibをデフォルトの代表画像として使用してもよい。この場合、代表画像はデフォルトの画像から任意の画像にユーザによって変更することができる。また光音響画像生成システム10や図示しないサーバー等に保存されている、同一患者の超音波画像の中からユーザが任意に変更してもよい。
[0072]
 また本実施形態においては、NTV Overlay表示は、FNAの一連の処理の中で行われるものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、FNAの一連の処理が終了した後で、例えば制御部28が記憶部29にアーカイブ状態で保存されている代表画像及び光音響画像を読み出し、画像出力部26を介して画像表示部30に重畳して表示させることができる。
[0073]
 また本実施形態においては、NTV Overlay表示はNTV Overlayボタンが押下された場合に行われたが、本発明はこれに限られるものではなく、自動的にNTV Overlay表示に切り替わるようにしてもよい。具体的には、図3のステップS16においてNTVモードがOFFにされてから、例えば1~2秒後に、制御部28によって自動的にNTV Overlay表示に切り替えてもよい。また、NTVモードがOFFにされてからNTV Overlay表示までの切り替え時間は、ユーザが予め設定できるようにしてもよい。
[0074]
 また本実施形態においては、制御部28が、穿刺針15が被検体から抜かれたと判別した場合にNTVモードをOFFとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、自動的にNTVモードをOFFにしてもよい。具体的には、制御部28が画像表示部30に表示されたターゲット領域Tから穿刺針Nの先端部分Ntが検出されなくなったと判別してから例えば5秒経過した場合に、NTVモードをOFFにすることができる。また別の実施形態としては、制御部28がターゲット領域T内に存在していた穿刺針Nの先端部分Ntが、画像表示部30に右端又は左端に設定した特定領域に戻ってきたことを検出した場合に、NTVモードをOFFにすることができる。また、穿刺針Nの先端部分Ntが検出されなくなったと判別してからの経過時間は、ユーザが予め設定できるようにしてもよい。
[0075]
 また本実施形態においては、保存ボタンが押下されると制御部28にトリガ信号が入力されるものとしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば制御部28が、光音響画像生成部24によって生成された光音響画像に基づいて、穿刺針Nの先端部分Ntの位置を検出する先端位置検出機能を備えたものとする。なお穿刺針Nの先端部分Ntの位置の検出方法としては、たとえば光音響画像における最大輝度点の位置を、穿刺針Nの先端部分Ntの位置として検出するようにすればよい。
[0076]
 制御部28が、穿刺針Nの先端部分Ntの動きを検出し、この検出結果に基づいてトリガ信号を発生させてもよい。具体的には、制御部28が、先端部分Ntの位置が予め定められた時間内に予め定められた距離よりも多く移動しなかったと判別した場合にトリガ信号を発生させてもよい。この場合、制御部28が上記予め定められた時間毎に先端部分Ntの動いた距離の総数を算出し、算出した値が上記予め定められた距離の値以下であった場合に穿刺針Nの先端部分Ntが動いていない、すなわち細胞を採取中であると判断して、制御部28がトリガ信号を発生することができる。
[0077]
 また、別の実施形態としては、光音響画像上の穿刺針Nの先端部分Ntの位置が経時的に変化していく方向が一方向から他方向へ切り替わった場合にトリガ信号を発生することができる。具体的には、光音響画像上の穿刺針Nの先端部分Ntの位置を時系列で検出し、現在と過去の位置の差分をとり、その差の正負を判別して、針が体内へ向かっているのか、体外へ向かっているのかをトリガとしてもよい。この場合、プローブオリエンテーション側(画面に向かって右上側)から穿刺針Nを挿入することを想定して、光音響画像の右上端部から左上端部への方向をX軸の正方向、光音響画像の右上端部から右下端部への方向をY軸の正方向とする。X座標又はY座標のいずれかが過去より正の値の変化があれば刺している、負の値の変化があれば抜いていると判断して、制御部28がトリガ信号を発生することができる。あるいは、X座標及びY座標の双方が過去より正の値の変化があれば刺している、負の値の変化があれば抜いていると判断してもよい。穿刺針Nの挿入位置は、予め挿入の向き(例えば光音響画像の右上側から等)を設定しておいてもよいし、光音響画像の左右両側において最初に先端部分Ntが見えた側を挿入位置として自動判別してもよい。
[0078]
 次に本発明の光音響画像生成装置の第2の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本実施形態の光音響画像生成装置は図1の光音響画像生成システム10の超音波ユニット12と同じ構成とすることができるため、ここでの説明は省略し、異なる箇所についてのみ詳細に説明する。
[0079]
 上述した実施形態では画像表示部30に表示される主要な画像すなわちサムネイル画像を除く画像は1つであったが、本実施形態では2画面表示を行う。ここで図19及び図20に本実施形態の超音波ユニット12を備えた光音響画像生成システム10の作動方法を含むFNAの一連の処理のフローチャートを示す。なお図19のステップS21~ステップS24の処理は図3のステップS1~ステップS4と同様の処理であるため、ここでの説明は省略する。また図21,図22に画像表示部における2画面表示の一例を示す図、図23~図28に画像表示部における2画面表示とサムネイル画像の一例を示す図をそれぞれ示す。
[0080]
 図19に示すように、NTVモードがONにされると(ステップS24)、図21に示すように、制御部28が、画像表示部30を画面右側の第1表示部30Aと画面左側の第2表示部30Bの2画面表示にし(ステップS25)、かつNTVの文字を表示させる(ステップS26)。本実施形態では、第1表示部30Aに光音響画像生成部24によって生成されたリアルタイムの光音響画像と超音波画像生成部25によって生成されたリアルタイムの超音波画像Ibとを重畳して合成した重畳画像Iを表示し、第2表示部30Bに代表画像Iaを表示させる。本実施形態では代表画像Iaは、制御部28が、NTVモードがONにされたタイミングで記憶部29に記憶させた超音波画像Ibとする。
[0081]
 なお本発明はこれに限られるものではなく、代表画像IaはNTVがONにされる前に記憶部29に記憶された超音波画像Ibであってもよいし、過去に取得した超音波画像Ibであってもよいし、同一の患者の同一部位が撮影された画像であればいずれのタイミングで取得した画像であってもよい。また静止画像に限られず動画像であってもよい。動画像は一定の時間撮影された動画像を繰り返し再生させて表示させてもよい。また動画像はBモード画像にカラードップラー画像を重畳した画像であってもよい。一般的に、穿刺針15を被検体に挿入する場合には、血管を避けたい。これに対してカラードップラー画像を表示させることにより血液の情報を視覚的に認識することができるので、ユーザが血管を避けやすくなる。
[0082]
 また代表画像Iaは、超音波画像生成部25によって生成されたリアルタイムの超音波画像Ibであってもよい。また三次元画像や四次元画像(三次元画像のリアルタイム動画像)等のボリュームデータであってもよい。この場合、超音波探触子11は2次元プローブやメカニカルプローブが使用される。また代表画像Iaは、縦方向の断面画像と横方向の断面画像とを左右又は上下に並べて配置してもよい。この場合、画像表示部30には縦方向の断面画像、横方向の断面画像及び重畳画像Iの3つの画像が表示されることになる。なお第1表示部30Aと第2表示部30Bは左右反対に配置することができる。また上下方向に並べて配置することもできる。なお第1表示部30Aの表示については、上述した実施形態の重畳画像Iの表示方法と同じであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
[0083]
 画像表示部30の第1表示部30AがNTV表示されると(ステップS26)、ユーザにより、レーザユニット13の駆動の前後等の任意のタイミングで穿刺針15が被検体に穿刺され(ステップS27)、穿刺針15が被検体に挿入される。穿刺針15が被検体に挿入されると、図22に示すように、重畳画像I上に穿刺針Nと穿刺針Nの先端部分Ntとが表示される。ユーザは、重畳画像I上で穿刺針Nの先端部分Ntがターゲット領域Tに到達すると、上述したようにして穿刺針15の先端開口15eからターゲット領域T内部の細胞を吸引する(ステップS28)。
[0084]
 次に制御部28は、入力部40からトリガ信号が入力されたか否かを判別することにより、細胞の吸引中に保存ボタンが押下されたか否かを判別する(ステップS29)。制御部28は、保存ボタンが押されていないと判別した場合には(ステップS29;N)、保存ボタンが押されるまでステップS29の処理を繰り返し行う。一方、制御部28は、保存ボタンが押下されたと判別した場合には(ステップS29;Y)、記憶部29に重畳画像Iの静止画像を記憶させる(ステップS30)。このとき重畳画像Iを構成する光音響画像も穿刺針Nの先端部分Ntの位置情報として記憶部29に記憶される。また重畳画像Iを構成する超音波画像も記憶部29に記憶される。なお光音響画像における最大輝度点の位置を、穿刺針Nの先端部分Ntの位置として検出してNTVのみが表示された光音響画像も記憶する。
[0085]
 制御部28は、図23に示すように、記憶部29に記憶された重畳画像Iを画像表示部30にサムネイル表示させる(ステップS31)。本実施形態では制御部28は、画像表示部30の左下、すなわち第2表示部30Bの下方にサムネイル画像P1を表示させる。
[0086]
 さらに制御部28は、図23に示すように、記憶部29に記憶されたNTVのみが表示された光音響画像を代表画像Ia上に重畳表示する(ステップS32)。次に図24に示すように、ユーザによって穿刺針15がターゲット領域T内部の別の位置に移動される(ステップS33)。本実施形態において穿刺針15の移動は、被検体に穿刺針15を挿入した状態で、かつシリンジSによる吸引中に行われる。
[0087]
 次に制御部28は、図20のAに処理を移行し、図20に示すように制御部28は、保存ボタンが押下されたか否かを判別する(ステップS34)。制御部28は、保存ボタンが押されていないと判別した場合には(ステップS34;N)、保存ボタンが押されるまでステップS34の処理を繰り返し行う。一方、制御部28は、保存ボタンが押下されたと判別した場合には(ステップS34;Y)、記憶部29に穿刺針15の移動後の重畳画像Iの静止画像を記憶させる(ステップS35)。このとき移動後の重畳画像Iを構成する光音響画像が穿刺針Nの先端部分Ntの位置情報として保存される。また光音響画像における最大輝度点の位置を、穿刺針Nの先端部分Ntの位置として検出してNTVのみの光音響画像も保存する。
[0088]
 制御部28は、図25に示すように、記憶部29に記憶された移動後の重畳画像Iを画像表示部30にサムネイル表示させる(ステップS36)。制御部28は、前回記憶させた重畳画像Iのサムネイル画像P1の左隣に今回記憶させた重畳画像Iのサムネイル画像P2を表示させる。なおサムネイルの表示順序については、予めユーザが設定可能である。本実施形態においては、最後に記憶させた重畳画像Iのサムネイル画像が左端になるように表示させる。次に制御部28は、図25に示すように、記憶部29に保存されたNTVのみの光音響画像を代表画像Iaに重畳して表示させる(ステップS37)。
[0089]
 次に制御部28は、穿刺針15が被検体から抜かれたか否かを判別し(ステップS38)、穿刺針15が抜かれていないと判別した場合には(ステップS38;N)、制御部28はBへ処理を移行する。すなわち図19のステップS33へ処理を移行し、以降の処理を繰り返し行う。本実施形態においては、ステップS33~ステップS38の処理を3回繰り返して行い、制御部28は図26に示すように4つのサムネイル画像P1~P4を表示させる。なお本実施形態においてはユーザがターゲット領域Tにおいて4か所で細胞を採取したとして、穿刺針Nの先端部分Ntの4つの位置情報を取得したが、本発明はこれに限られるものではなく、5か所又は6か所で細胞を採取する場合には5つ又は6つの先端部分Ntの位置情報を取得し、10か所で細胞を採取する場合には10つの先端部分Ntの位置情報を取得する。細胞を採取する箇所は、ターゲットの種類や大きさ等によって異なるが、本発明においては細胞を採取する全ての箇所において先端部分Ntの位置情報を取得する。
[0090]
 一方、制御部28がステップS38において穿刺針15が抜かれたと判別した場合には(ステップS38;Y)、制御部28はNTVモードをOFFにして(ステップS39)、図27に示すように、画像出力部26を介して画像表示部30上のNTVの文字を非表示にさせる(ステップS40)。すなわち画像表示部30には図27に示すように、第1表示部30Aに超音波画像Ibのリアルタイム画像のみが表示され、第2表示部30Bに代表画像Iaと保存ボタンが押下された回数分のNTVのみの光音響画像が重畳して表示され、第1表示部30A及び第2表示部30Bの下方には、記憶部29に記憶された重畳画像Iのサムネイル画像P1~P4が表示される。
[0091]
 そして制御部28は、NTV Overlayボタンが押下されたか否かを判別し(ステップS41)、制御部28が、NTV Overlayボタンが押されていないと判別した場合には(ステップS41;N)、後述するように採取した細胞の診断をして(ステップS44)、一連の処理を終了する。一方、NTV Overlayボタンが押下されたと判別した場合には(ステップS41;Y)、図28に示すように、制御部28が画像表示部30による2画面表示を終了させ(ステップS42)、第2表示部30Bに表示されていた画像及びサムネイル画像のみを画像表示部30に表示させて、画面上にNTV Overlayの文字を表示させる(ステップS43)。本実施形態ではこの表示をNTV Overlay表示といい、表示された画像をNTV Overlay画像Ioとする。なお第2表示部30Bに表示されていた画像及びサムネイル画像が表示された画像を記憶部29に記憶させることができる。記憶部29に記憶させる画像については、ユーザが任意に選択可能とする。
[0092]
 本実施形態の超音波ユニット12によれば、検査の後で、トリガ毎に記憶された位置情報を画像表示部30に表示させることにより、穿刺針15の先端部分の光音響画像上の位置を正確に把握することができる。すなわち穿刺針15が被検体のどこを穿刺したのかを検査の後ですべて把握することができるので、穿刺が適切に行われたか否かの証拠とすることができる。さらに穿刺針15の動きをリアルタイム画像で確認し、かつ、前回の穿刺針15で穿刺した位置も確認することができるので、同じ位置が穿刺されるのを防止することができる。
[0093]
 なお本発明の音響波診断装置は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。

符号の説明

[0094]
10  光音響画像生成システム
11  超音波探触子
12  超音波ユニット(光音響画像生成装置)
13  レーザユニット
15  穿刺針
15a 穿刺針本体
15b 光ファイバ
15c 光音響波発生部
15d 中空部
15e 先端開口
16  光ケーブル
21  受信回路
22  受信メモリ
23  データ分離部
24  光音響画像生成部
25  超音波画像生成部
26  画像出力部
27  送信制御回路
28  制御部
29  記憶部
30  画像表示部
30A 第1表示部
30B 第2表示部
40  入力部
C   細胞
G  プレパラート
Ga 一端部
H1 左手
H2 右手
H  シリンジ操作者
I  重畳画像
Ia 代表画像
Ib 超音波画像
Io NTV Overlay画像
N 穿刺針
Nt 先端部分
P1 サムネイル画像
P2 サムネイル画像

請求の範囲

[請求項1]
 被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像生成部と、
 細胞診において前記挿入物の先端部分で前記被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、該トリガ毎に前記先端部分の前記光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させる制御部とを備えた光音響画像生成装置。
[請求項2]
 前記所定のトリガを入力する入力部を備えた請求項1記載の光音響画像生成装置。
[請求項3]
 前記制御部が、前記光音響画像上の前記先端部分の位置が予め定められた時間内に予め定められた距離よりも多く移動しなかった場合に前記所定のトリガを発生する請求項1記載の光音響画像生成装置。
[請求項4]
 前記制御部が、前記光音響画像上の前記先端部分の位置が経時的に変化していく方向が一方向から他方向へ切り替わった場合に前記所定のトリガを発生する請求項1記載の光音響画像生成装置。
[請求項5]
 前記制御部が、前記トリガ毎に記憶させる前記位置情報に各々識別情報を付与する請求項1~4いずれか1項記載の光音響画像生成装置。
[請求項6]
 前記被検体内に出力された超音波に対する反射音響波を前記音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
 前記光音響画像及び前記超音波画像の少なくとも一方の画像を表示する画像表示部をさらに備え、
 該画像表示部が2画面表示可能であり、
 前記制御部が、前記画像表示部の一方の画面に前記超音波画像と前記光音響画像とを重畳した重畳画像をリアルタイムに表示し、他方の画面に代表画像を表示させる請求項1~5いずれか1項記載の光音響画像生成装置。
[請求項7]
 前記代表画像が、縦方向の断面画像及び横方向の断面画像であり、
 前記制御部が、前記縦方向の断面画像及び前記横方向の断面画像を前記画像表示部に並べて表示させる請求項6記載の光音響画像生成装置。
[請求項8]
 前記制御部が、前記トリガ毎に記憶させる前記位置情報の累積画像を画像表示部に出力する請求項1~7いずれか1項記載の光音響画像生成装置。
[請求項9]
 前記挿入物が前記先端部分の先端に開口部を有し、
 前記制御部が、前記開口部から前記被検体の細胞を吸引して採取する工程中に、前記所定のトリガに応じて前記位置情報を前記記憶手段に記憶させる請求項1~8いずれか1項記載の光音響画像生成装置。
[請求項10]
 光音響画像生成部と制御部とを備える光音響画像生成装置の作動方法であって、
 前記光音響画像生成部が、被検体内に挿入された挿入物の先端部分から発せられた光音響波を音響波検出手段により検出することで取得された検出信号に基づいて光音響画像を生成し、
 前記制御部が、細胞診において前記挿入物の先端部分で前記被検体の細胞を採取する工程中に、所定のトリガに応答して、該トリガ毎に前記先端部分の前記光音響画像上の位置情報を記憶手段に記憶させる光音響画像生成装置の作動方法。

図面

[ 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]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]

[ 図 26]

[ 図 27]

[ 図 28]