JP2016047210A - 光音響探触子及び光音響画像化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を低減し、外形を小さくすることで操作性を向上するとともに、正確な光音響波を検出することで正確な光音響画像を作成する。【解決手段】光源部１３と、被検体Ｂｄ内部の音響波を検出する音響波検出部１４とを有し、光源部１３は、発光素子１３０を配列した長尺形状の光源体１３０、１３２を複数個備えており、複数個の光源体１３０、１３２を被検体Ｂｄから見て重なるように被検体Ｂｄに対して間隔をあけて保持する光源保持部１５を有し、光源保持部１５は、各光源体１３０、１３２から出射された光をその光源体１３２よりも被検体Ｂｄに近い光源体１３０を避けるように導く導光部１５３を備えている光音響探触子１０。【選択図】図４

Description

本発明は、光音響画像化装置に関し、特に、光照射により被検体内で発生する音響波を検出する光音響探触子を備えた光音響画像化装置に関する。

従来、被検体（例えば、生体）の断層画像を侵襲なく取得する技術として、超音波の送受信を利用した超音波イメージングが知られている。更に、従来、被検体に光を照射することにより生体内部で発生する光音響波（超音波）を利用した光音響イメージングも開発されている。

例えば、特許文献１に記載の光音響画像化装置（光音響イメージング）では測定領域に光を照射する光源と、測定領域に超音波を送信するとともに前記測定領域からの弾性波を受信する超音波探触子と含む光音響探触子を備えている。そして、前記光音響探触子では、前記光源と前記超音波探触子とが隣接するように一体的に固定され、前記超音波探触子からの超音波が進行する方向に光を照射するように前記光源が配置されている。前記光源としてはレーザ光を出射するレーザ光源を利用している。

前記レーザ光は、光エネルギが大きいため、被検体である生体の深部に光を到達させることができ、生体の深部の断層画像を取得することができる。しかしながら、前記レーザ光は、指向性が高いため、前記レーザ光源を複数個並べた構成の場合、照射される光にむらができてしまう。また、前記レーザ光源は大型で光音響探触子が大きくなる。さらには、レーザ光源は発熱量が高いため、放熱のための構造も必要であり、構造も複雑になりやすい。

そこで、前記レーザ光源に替えてＬＥＤ等の発光素子を光源として利用するものが研究されている。前記発光素子から出射される光の光エネルギは前記レーザ光源に比べて小さいため、前記発光素子を光源として用いる場合、複数個の前記発光素子を使用することで高い光エネルギの光を照射できる構成としている。

特開２００８−４９０６３号公報

複数個の発光素子を平面的に配列する場合、配列可能な発光素子の数は、設置面積（例えば、実装基板の面積）によって限られる。観察したい生体深度が深い場合、その生体深度まで光を到達させるのに必要な光エネルギを得るために多数の発光素子が必要になる。そのため、前記発光素子を配列する部分の面積が大きくなり、光音響探触子が大きくなるし、操作性も悪化する。また、前記発光素子を配列する部分の面積がある程度大きくなると、端に設置された発光素子の光は、光音響探触子の直下付近に届かず、光エネルギの増加にならず、エネルギの無駄となってしまう。

そこで、本発明は、消費電力を低減し、外形を小さくすることで操作性を向上するとともに、光を集光し、高い光エネルギの光を照射することで、正確な光音響波を検出できる光音響探触子を提供することを目的とする。

また、本発明は正確な光音響画像を作成できる光音響画像化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、被検体に対し光を照射する光源部と、前記光源部と隣接して配置されるとともに前記光源部からの光が前記被検体内部で吸収されたとき発生する音響波を検出する音響波検出部とを有し、前記光源部は、発光素子を配列した長尺形状の光源体を複数個備えており、前記複数個の光源体を前記被検体と接触する接触部から見て重なるように間隔をあけて保持する光源保持部とを有し、前記光源保持部は、前記各光源体から出射された光をその光源体よりも前記接触部に近い光源体の横を透過させ前記接触部に導く導光部を備えている。

この構成によると、光源体を上下に重ねて配置することで、光源部の前記接触部側から見た面積に対する発光素子の数を増やすことができる。これにより、従来、光源として用いられてきたレーザよりも消費電力が少なく小型化が容易なＬＥＤ等の発光素子を用いても、高精度な光音響イメージングを行うことが可能である。

また、導光部を用いることで、音響波検出部に近接する部分にも光源体からの光を導光することも可能であり、被検体の表面に近い部分にも十分な光を照射することが可能である。

上記構成において、前記接触部が、最も被検体に近い光源体の光を受光し前記被検体に照射する第１領域と、前記導光部からの光を受光し前記被検体に照射する第２領域とを有していてもよい。

上記構成において、前記導光部は、入射する光を分岐させる分岐部を有し、前記導光部は、前記分岐された光が前記被検体の近くに配置されている光源体の短手方向の両端よりも外側を通るように形成された導光路を有していてもよい。

上記構成において、前記分岐部の頂点が、前記導光部に光を入射させる光源体の短手方向の中心よりも前記音響波検出部から遠くなるように形成されていてもよい。

上記構成において、前記導光路の前記導光部に光を入射させる光源体の光軸に対する傾斜角度が４５度よりも小さく形成するものを挙げることができる。

上記構成において、前記導光部は内部を透過する光を反射する反射面を対向配置していてもよい。

上記構成において、前記反射面は内部を透過する光の内部への反射率を高める処理を施していてもよい。

上記構成において、前記対向配置している反射面の距離は前記被検体に近づくほど広がるように形成されていてもよい。

上記構成において、前記複数の光源体のうち少なくとも一方が、前記発光素子の光軸を前記音響波検出部に向けて傾けられて保持されていてもよい。

上記構成において、前記音響波検出部を挟むように配置された複数個の前記光源部を備えていてもよい。

上記構成において、前記発光素子が発光ダイオード素子、半導体レーザ素子又は有機発光ダイオード素子のいずれかを含む構成であってもよい。

上述した、光音響探触子を備えた装置として、前記光音響探触子からの情報に基づいて前記被検体の内部の状態を画像化する光音響画像化装置を挙げることができる。

本発明によると、消費電力を低減し、外形を小さくすることで操作性を向上するとともに、光を集光し、高い光エネルギの光を照射することで、正確な光音響波を検出できる光音響探触子を提供することができる。

また、本発明によると、正確な光音響画像を作成できる光音響画像化装置を提供することができる。

本発明にかかる光音響画像化装置の一例の概略外観図である。 図１に示す光音響画像化装置のブロック図である。 本発明にかかる光音響探触子の概略斜視図である。 本発明にかかる光音響探触子に備えられる光源部の分解斜視図である。 ＬＥＤ素子を備えた光源基板の概略図である。 光源部に備えられる光源保持部の斜視図である。 図６に示す光源保持部の長手方向と直交する面で切断した断面図である。 本発明にかかる光音響探触子の他の例に用いられる光源保持部の断面図である。 本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。 本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。 本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。

本発明にかかる光音響画像化装置について図面を参照して説明する。

図１は本発明にかかる光音響画像化装置の一例の概略外観図であり、図２は図１に示す光音響画像化装置のブロック図である。

本発明にかかる光音響画像化装置Ａは、被検体Ｂｄの内部での減衰が小さい、波長の光（例えば、生体の場合、約６５０ｎｍ〜約１１００ｎｍ）を照射し、内部の組織が光エネルギを吸収して熱膨張したことによる弾性波（超音波）を検出して断層画像を取得する。

図１及び図２に示すように、光音響画像化装置Ａは、光を生体である被検体Ｂｄに照射すると共に被検体Ｂｄ内で発生した光音響波を検出する光音響探触子１０と、光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成する画像生成部２０を備えている。また、光音響探触子１０は、超音波を被検体Ｂｄに送信すると共に反射波である超音波を検出することも行い、画像生成部２０は、超音波の検出信号に基づいて超音波画像を生成もする。更に、光音響画像化装置Ａは、画像生成部２０により生成された画像信号に基づき画像を表示する画像表示部３０も備えている。

光音響探触子１０は、駆動電源部１１と、駆動電源部１１から電力の供給を受け光（赤外光：波長約８５０ｎｍ）を出射する光源部１３と、光源部１３に備えられる発光素子を制御するＬＥＤ駆動回路１２とを備えている。

ここで、光音響探触子１０の詳細について新たな図面を参照して説明する。図３は光音響探触子の概略斜視図である。以下の説明では、図３に示すように、音響波検出部１４の音響電気変換素子１４１の配列方向をＸ方向、配列方向と直交する方向をＹ方向及び紙面上下方向をＺ方向とする。

図３に示すように、光音響探触子１０は、音響波検出部１４と、音響波検出部１４と近接配置された光源部１３とを備えている。光音響探触子１０は、図３のＺ方向の下側を被検体Ｂｄに接触させて、光源部１３から被検体Ｂｄに光を照射又は音響波検出部１４から超音波を照射し、被検体Ｂｄ内部からの音響波を検出する。

音響波検出部１４は、超音波を送出又は検出する音響電気変換素子１４１をＸ方向に配列した構成を有している。なお、音響波検出部１４は、従来の超音波断層診断装置に用いられる超音波プローブと同じ構成を有しているため詳細な説明は省略する。

図３に示すように、光音響探触子１０は光源部１３を２個備えている。２個の光源部１３は音響電気変換素子１４１の配列方向（すなわち、Ｘ方向）に伸びる長尺部材である。さらに、２個の光源部１３は音響波検出部１４をＹ方向の両側から挟むように配置されている。光源部１３は、被検体Ｂｄに対して、面内の輝度を均斉化した面状光を照射する。これにより、音響波検出部１４のＺ軸方向の下部に均一又は略均一な光を照射することができるようになっている。

光源部１３から出射された光は、被検体Ｂｄ内へ散乱しながら入射され、被検体Ｂｄ内の光吸収体（生体組織）により吸収される。光吸収体が光を吸収すると、断熱膨張により弾性波である光音響波（超音波）が発生する。発生した光音響波は、被検体Ｂｄ内を伝播し、音響電気変換素子１４１により電圧信号に変換する。また、音響検出部１４の音響電気変換素子１４１は超音波を発生して被検体Ｂｄ内へ超音波を送り、被検体Ｂｄ内で反射された超音波を受信して電圧信号を生成することも可能である。つまり、本実施形態の光音響画像化装置Ａは、光音響イメージングに加えて、超音波イメージングも可能となっている。

光音響画像化装置Ａで利用している音響波（超音波）は、空気の層を伝播するときに大きく減衰する。そのため、光音響画像化装置Ａでは、音響波検出部１４と被検体Ｂｄとの間の音響インピーダンスを整合する音響整合流体（ジェル）を利用する場合もある。なお、このジェルを塗布することで、音響波の検出特性を向上させることができるとともに、光源部１３のＬＥＤ素子１３１を冷却することが可能である。

次に画像生成部２０について説明する。図２に示すように、画像生成部２０は、受信回路２１、Ａ／Ｄコンバータ２２、受信メモリ２３、データ処理部２４、光音響画像再構成部２５、検波・対数コンバータ２６、光音響画像構築部２７、超音波画像再構成部２８、検波・対数コンバータ２９、超音波画像構築部２１０、画像合成部２１１、制御部２１２、及び送信制御回路２１３を備えている。

受信回路２１は、複数の音響電気変換素子１４１から一部の音響電気変換素子１４１を選択し、選択された音響電気変換素子１４１についての電圧信号（検出信号）を増幅させる処理を行う。

光音響イメージングの場合は、例えば、複数の音響電気変換素子１４１をＸ方向に隣接する２つの領域に分割し、１回目の光照射のときはそのうち１つの領域を選択し、２回目の光照射のときに残りの１つの領域を選択する。また、超音波イメージングの場合は、例えば、複数の音響電気変換素子１４１のうち一部の隣接する音響電気変換素子１４１から成るグループを切替えながら超音波を発生させ（所謂リニア電子スキャン）、受信回路２１でも上記グループを切替えながら選択する。

Ａ／Ｄコンバータ２２は、受信回路２１からの増幅後の検出信号をデジタル信号に変換する。受信メモリ２３は、Ａ／Ｄコンバータ２２からのデジタル信号を保存する。データ処理部２４は、受信メモリ２３に保存された信号を光音響画像再構成部２５または超音波画像再構成部２８へ振り分ける機能を有する。

光音響画像再構成部２５は、光音響波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、光音響波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ２６は、再構成された光音響波のデータについて対数圧縮処理、及び包絡線検波処理を行う。そして、光音響画像構築部２７は、検波・対数コンバータ２６による処理後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。

一方、超音波画像再構成部２８は、超音波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、超音波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ２９は、再構成された超音波のデータについて対数圧縮処理、及び包絡線検波処理を行う。そして、超音波画像構築部２１０は、検波・対数コンバータ２９による処理後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。

画像合成部２１１は、上記光音響画像データと上記超音波画像データを合成し、合成画像データを生成する。ここで画像合成については、超音波画像に対して光音響画像を重畳させてもよいし、光音響画像と超音波画像を並列に並べてもよい。画像表示部３０は、画像合成部２１１により生成された合成画像データに基づいて画像を表示する。

なお、画像合成部２１１は、光音響画像データまたは超音波画像データのいずれかをそのまま画像表示部３０へ出力してもよい。

また、制御部２１２は、ＬＥＤ駆動回路１２に波長制御信号を送信し、波長制御信号を受信したＬＥＤ駆動回路１２は、制御部２１２から光トリガー信号が光源駆動回路１０２に送信されると、ＬＥＤ駆動回路１２は、ＬＥＤ素子１３１に駆動信号を送信する。

また、送信制御回路２１３は、制御部２１２からの指示により、音響電気変換素子１４１に駆動信号を送信し、超音波を発生させる。なお、制御部２１２は、他にも受信回路２１等を制御する。

（第１実施形態）
次に本発明にかかる光音響探触子１０の要部である光源部１３の詳細について図面を参照して説明する。図４は本発明にかかる光音響探触子に備えられる光源部の分解斜視図であり、図５はＬＥＤ素子を備えた光源基板の概略図である。また、図６は光源部に備えられる光源保持部の斜視図であり、図７は図６に示す光源保持部の長手方向と直交する面で切断した断面図である。なお、図７は断面図であるが、断面を示すハッチングを省略している。

光音響探触子１０は、２個の光源部１３を備えているが、これらは実質上同じ構成を有しているものであるため、一方を代表して例示し説明を行う。

図４に示すように、光源部１３は、第１光源基板１３０（光源体）、第２光源基板１３２（光源体）、光源保持部１５、光源カバートップ１６１及び光源カバーサイド１６２を含んでいる。図４に示すように、光源保持部１５は、第１光源基板１３０と第２光源基板１３２を保持する構成となっており、第２光源基板１３２が第１光源基板１３０よりも被検体から離れて保持する構成となっている。また、光源保持部１５に光源カバートップ１６１及び光源カバーサイド１６２を取り付けることで、第２光源基板１３２及び第１基板１３０が固定されるようになっている。光源カバートップ１６１には、ＬＥＤ駆動回路１２から第１光源基板１３０、第２光源基板１３２に実装されたＬＥＤ素子１３１に制御信号及び駆動電力を供給する配線４が貫通するようになっている。

第１光源基板１３０及び第２光源基板１３２は略同じ構成であり、表面に配線パターンが形成された配線基板である。図５に示すように、光源基板１３０（１３２）の表面には発光素子であるＬＥＤ素子１３１が縦横等間隔となるように２次元配列で実装されている。また、ＬＥＤ素子１３１は千鳥配置でも良い。光源基板１３０（１３２）はＬＥＤ駆動回路１２に接続されており、ＬＥＤ駆動回路１２からの駆動信号を受信し、駆動信号に基づいてＬＥＤ素子１３１はパルス光を出射する。光源部１３では光源基板１３０（１３２）にＬＥＤ素子１３１を２次元配列で実装することで、一定光束の面状光を出射する。なお、ＬＥＤ素子１３１は、生体の内部に浸透しやすい波長（ここでは、約８５０ｎｍ）の光を照射する素子である。

図６に示すように、光源保持部１５は、接触部１５０と、第１基板固定部１５１と、第２基板固定部１５２と、導光部１５３とを含む。光源保持部１５は、ＬＥＤ素子１３１が実装されている第１光源基板１３０及び第２光源基板１３２を保持する保持部材であるとともに、ＬＥＤ素子１３１から出射された光を接触部１５０まで導光し、接触部１５０から被検体Ｂｄに照射する。そのため、導光部１５３と接触部１５０とは光が効率よく伝達されるように構成されており、少なくとも、導光部１５３及び接触部１５０はそれぞれ透光性を有する材料で形成されている。なお、透光性を有する材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネイト等を挙げることができるが、これに限定されない。また、本実施形態では光源保持部１５全体が透光性材料で形成されているものとする。

図６、図７に示すように、接触部１５０は、平板形状を有しており光音響探触子１０で被検体Ｂｄの断層画像情報を検出するとき、被検体Ｂｄと接触する。そして、接触部１５０の底面１５００から断層画像情報の検出に必要な光を照射するようになっている。接触部１５０は、平面視長方形状の平板形状を有しており、短手方向の中央部分に軸に沿って延びる第１領域１５０１と、第１領域１５０１の短手方向両側に配置される第２領域１５０２とを含んでいる。

接触部１５０の第１領域１５０１に第１光源基板１３０を配置するための第１光源固定部１５１が形成されており、第２領域１５０２は導光部１５３が連設されている。第１光源固定部１５１は第１光源基板１３０に実装されているＬＥＤ素子１３１から出射される光が入射する入光面１５１１が設けられている。

図７に示すように、第１光源基板１３０のＬＥＤ素子１３１からの光は、入光面１５１１から入射し、接触部１５０の第１領域１５０１を透過し、底面１５００から被検体Ｂｄに照射される。

導光部１５３は、接触部１５０の第２領域１５０２の両方から第１光源固定部１５１を囲むように突出し、第１光源固定部１５１の上方で結合した構成を有している。つまり、光源保持部１５は、長手方向に延びる貫通孔を備えた形状を有しており、その貫通孔に第１光源基板１３０を配置する構成となっている。

そして、導光部１５３の結合している部分の上部に第２光源固定部１５２が連設されている。第２光源固定部１５２は、第２光源基板１３２を配置するための上面が開口した箱体である。そして、第２光源固定部１５２の底面は導光部１５３に向かって第２光源基板１３２のＬＥＤ素子１３１からの光が入射する入光面１５２１となっている。第２光源固定部１５２は配置された第２光源基板１３２が、第１光源固定部１５１に配置された第１光源基板１３０とＺ方向に重なるように形成されている。すなわち、図７に示すように、光源保持部１５の短手方向の中心軸Ｃ１が第１光源固定部１５１及び第２光源固定部１５２の中心を通過する。また、図７に示すように、入光面１５２１から入射した光は、導光部１５３に向かって進む。

導光部１５３は第２光源固定部１５２に配置された第２光源基板１３２に実装されたＬＥＤ素子１３１からの光を接触部１５０に導く。導光部１５３は、第２光源固定部１５２の入光面１５２１の下部に配置され、入光面１５２１から入射した光を光源保持部１５の短手方向に分割する分岐部１５３０を有している。そして、導光部１５３は、分岐部１５３０から音響波検出部１４に近接する側の第１導光路１５３１と、反対側の第２導光路１５３２とを有している。第１導光路１５３１及び第２導光路１５３２は光源保持部１５の短手方向の中心軸Ｃ１に対して角度ａ傾いて形成されている。

入光面１５２１から入射した光のうち、分岐部１５３０よりも音響波検出部１４に近い光は、第１導光路１５３１に入射し、遠い光は第２導光路１５３２に入射する。第１導光路１５３１及び第２導光路１５３２は、外部との境界となる反射面１５４及び反射面１５５を対向配置した構造を有している。第１導光路１５３１及び第２導光路１５３２の内部で光は、反射面１５４と反射面１５５との間で反射を繰り返して、接触部１５０に進む。内部の光が反射面１５４及び反射面１５５で効率よく反射するため、反射面１５４及び１５５の外面は、アルミニウムや金等の反射率の高い材料（金属）の反射膜が形成されている。これにより、導光部１５３の内部の光が、反射面１５４及び反射面１５５から外部に漏れるのを抑制し、第２光源基板１３２のＬＥＤ素子１３１からの光の減衰を抑制することができる。

図７に示すように、第１光源基板１３０のＬＥＤ素子１３１からの光は、入光面１５２１を介して、直接接触部１５０の第１領域１５０１に入射する。ＬＥＤ素子１３１からの光は、拡散光であるが、ある程度の指向性も有するため、ＬＥＤ素子１３１の側部に多くの光を照射が困難である。そこで、本発明のように、導光部１５３を利用して、第２光源基板１３２のＬＥＤ素子１３１からの光を、第１光源基板１３０のＬＥＤ素子１３１からの光の側部に導くことで、ＬＥＤ素子を用いても、側方の光量不足を解消することが可能である。これにより、被検体Ｂｄの内部の音響波検出部１４の軸に沿う領域に十分な光束の光を照射することが可能である。

導光部１５３では、反射面１５４、１５５で反射を繰り返すことで光を接触部１５０に導いている。反射面１５４、１５５では反射膜で反射効率を高めてはいるが、反射するごとに光束が減衰する。そのため、反射回数は少ない方が好ましい。そして、反射面１５４、１５５では、光が常に接触部１５０に向かうように反射することが好ましい。このような条件を満たすため、第１導光路１５３１及び第２導光路１５３２の傾き角度ａを４５°以下となるようにしている。このようにすることで、反射面１５４、１５５（特に内側の反射面１５５）で反射される光が第２光源保持部１５２側に戻るのを抑制することができる。また、角度を小さくすることで第１導光路１５３１、第２導光路１５３２を直線的に形成できるため、反射回数も減少する。

また、本発明のように、光源基板を上下に配置する構成の場合、光源部１５の平面面積を大きくすることなく、光量を大きくすることができる。これにより、光音響探触子１０で検出される断層画像情報の精度を高めることが可能である。一方、光源基板を上下に配置する構成とすることで、光源部１５の平面面積を小さくすることが可能である。これにより、光音響探触子１０を小型化することが可能であり、狭い部分にも光音響探触子１０を使用でき、操作性を高めることが可能である。

また、導光部１５３を用いることで、音響波検出部１４に近接する部分にも光を導光することができるため、被検体Ｂｄの表面に近い部分にも十分な光を照射することが可能である。

（第２実施形態）
本発明にかかる光音響探触子の他の例について図面を参照して説明する。図８は本発明にかかる光音響探触子の他の例に用いられる光源保持部の断面図である。図８に示すように、光源保持部１５ｂは、導光部１５３ｂの第１導光路１５３３及び第２導光路１５３４の形状が異なる以外は、光源保持部１５と同じ構成である。そのため、光源保持部１５ｂにおいて、光源保持部１５と実質上同じ部分についての詳細な説明は省略する。また、光陰陽探触子の光源保持部１５ｂ以外の部分についての詳細な説明は省略する。

図８に示すように、第１導光路１５３３は、分岐部１５３０側の幅Ｗ１よりも接触部１５０側の幅Ｗ２の方が広くなるように、反射面１５４及び反射面１５５を配置している。このように配置することで、反射面１５４又は反射面１５５で反射された光が他方の反射面に入射する入射角度が大きくなる。これにより、光が分岐部１５３０側に戻るように反射するのを抑制することが可能である。なお、第２導光路１５３４も第１導光路１５３３と同様の構成としている。しかしながら、これに限定されるものではなく、第１導光路１５３３又は第２導光路１５３４の一方を上述のような構成とし、他方は第１実施形態の導光路と同じ構成としてもよい。

（第３実施形態）
本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例について図面を参照して説明する。図９は本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。図９に示すように、光源保持部１５ｃは、１５３ｃの第１導光路１５３５及び第２導光路１５３６の形状が異なる以外は、光源保持部１５と同じ構成である。そのため、光源保持部１５ｃにおいて、光源保持部１５と実質上同じ部分についての詳細な説明は省略する。また、光陰陽探触子の光源保持部１５ｃ以外の部分についての詳細な説明は省略する。

光音響探触子１０では、被検体内部の音響波検出部１４の軸方向下方に位置する部分に強い光を照射することが好ましい。つまり、光源部から照射される光の光量は、音響波検出部１４に近い部分で多くなる方がよい。

そこで、本実施形態にかかる光源保持部１５ｃでは、分岐部１５３０を中心軸Ｃ１より音響波検出部１４から遠くなるように反射面１５５１及び１５５２を形成している。このように形成することで、第２光源基板１３２のＬＥＤ素子１３１からの光の多くは第１導光路１５３５に入射する。これにより、接触面１５０の音響波検出部１４側に多くの光が導光されるため、音響波検出部１４の軸方向下部に照射される光量を多くし、取得可能な断層画像情報の精度を高めることができる。また、音響波検出部１４から離れる方向に照射される光量を減らすので、音響波検出部１４の軸方向下方から外れた位置からの弾性波の強度を弱めるため、音響波の検出精度を高めることが可能である。

（第４実施形態）
本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１０は本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。図１０に示すように、光源保持部１５ｄは、１５３ｄの第１導光路１５３７及び第２導光路１５３８の形状が異なる以外は、光源保持部１５ｃと同じ構成である。そのため、光源保持部１５ｄにおいて、光源保持部１５ｃと実質上同じ部分についての詳細な説明は省略する。また、光陰陽探触子の光源保持部１５ｄ以外の部分についての詳細な説明は省略する。

図１０に示す光源保持部１５ｄは、光源保持部１５ｃと同様に分岐部１５３０を音響波検出部１４から離れる方向にずらしている。光源保持部１５ｄでは、第１光源固定部１５１を音響波検出部１４から離れる方向にずらしている。すなわち、第１導光路１５３７及び第２導光路１５３８の内側の反射面１５６の外側の反射面１５４に対する角度が同じになっている。このように配置することで、第１導光路１５３７の接触部１５０側の端部が狭くなるのを抑制し、分岐部１５３０側に光が戻るのを抑制することができる。

また、光源保持部１５ｄでは、第１光源固定部１５１の側部に形成された反射面１５６１が接触部１５０に近づくにしたがって広がるように形成されている。このように形成することで、光が分岐部１５３０側に戻るのを抑制することができる。

（第５実施形態）
本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１１は本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。図１１に示すように、光源保持部１５ｅは、第１光源固定部１５１ｅの形状が異なる以外は、光源保持部１５ｄと同じ構成である。そのため、光源保持部１５ｅにおいて、光源保持部１５ｄと実質上同じ部分についての詳細な説明は省略する。また、光陰陽探触子の光源保持部１５ｅ以外の部分についての詳細な説明は省略する。

第４実施形態の光源保持部１５ｄでは、第１光源基板１３０が音響波検出部１４から離れた位置にずれて配置されている。このような構成の場合、ずれ量によっては第１光源基板１３０のＬＥＤ素子１３１からの光が音響波検出部１４から離れた位置に多く照射されることもある。このような、第１光源基板１３０のＬＥＤ素子１３１からの光を、音響波検出部１４側に多く照射するため、第１光源固定部１５１ｅは、ＬＥＤ素子１３１の光軸が音響波検出部１４側に向く、第１光源基板１３０を傾けて固定する入射面１５１２を有している。

これにより、第２光源基板１３２のＬＥＤ素子１３１からの光の多くを音響波検出部１４側に導くとともに、第１光源基板１３０のＬＥＤ素子１３１からの光を音響波検出部１４側に向けて照射する。これにより、接触面１５０の音響波検出部１４側に多くの光が導光されるため、音響波検出部１４の軸方向下部に照射される光量を多くし、取得可能な断層画像情報の精度を高めることができる。また、音響波検出部１４から離れる方向に照射される光量を減らすので、音響波検出部１４の軸方向下方から外れた位置からの弾性波の強度を弱めるため、音響波の検出精度を高めることが可能である。

本実施形態では、第１光源基板を傾ける構成としているが、これに限定されない。例えば、第２光源基板を傾ける構成であってもよいし、第１光源基板及び第２光源基板両方を傾ける構成であってもよい。

上記各実施形態において、２個の光源基板（光源体）を用いた光源部について説明しているが、これに限定されるものではなく、３個以上の光源基板を上下に重ねて配置するような光源部としてもよい。

上記各実施形態において、発光素子としてＬＥＤ素子を利用しているが、これに限定されるものではない。発光ダイオード素子、半導体レーザ素子又は有機発光ダイオード素子のように、小型で発光制御が容易な素子を広く採用することが可能である。また、複数のＬＥＤ素子を発光基板に並べて実装しているものとしているが、これに限定されるものではなく、発光部の構成部材の一部に直接配置するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。また、上記各実施形態は適宜組み合わせて実施することも可能である。

Ａ 光音響画像化装置
１０ 光音響探触子
１１ 駆動電源部
１２ ＬＥＤ駆動回路
１３ 光源部
１３０ 光源基板
１３１ ＬＥＤ素子（発光素子）
１４ 音響波検出部
１５、１５ｂ〜１５ｅ 光源保持部
１５１ 第１光源固定部
１５２ 第２光源固定部
１５３ 導光部
１５４ 反射面
１５５ 反射面
１６１ 光源カバートップ
１６２ 光源カバーサイド
２０ 画像生成部
２１ 受信回路
２２ Ａ／Ｄコンバータ
２３ 受信メモリ
２４ データ処理部
２５ 光音響画像再構成部
２６ 検波・対数コンバータ
２７ 光音響画像構築部
２８ 超音波画像再構成部
２９ 検波・対数コンバータ
２１０ 超音波画像構築部
２１１ 画像合成部
２１２ 制御部
２１３ 送信制御回路
３０ 画像表示部
４ 配線

Claims (14)

1. 被検体に対し光を照射する光源部と、
   前記光源部と隣接して配置されるとともに前記光源部からの光が前記被検体内部で吸収されたとき発生する音響波を検出する音響波検出部とを有し、
   前記光源部は、
   発光素子を配列した長尺形状の複数個の光源体と、
   前記被検体と接触するとともに前記被検体に対して光を出射する接触部と、
   前記複数個の光源体を前記接触部から見て重なるように間隔をあけて保持する光源保持部とを有し、
   前記光源保持部は、前記各光源体から出射された光をその光源体よりも前記接触部に近い光源体の横を透過させ前記接触部に導く導光部を備えている光音響探触子。
2. 前記接触部が、最も被検体に近い光源体の光を受光し前記被検体に照射する第１領域と、
   前記導光部からの光を受光し前記被検体に照射する第２領域とを有している請求項１に記載の光音響探触子。
3. 前記導光部は、入射する光を分岐させる分岐部を有し、
   前記導光部は、前記分岐された光が前記被検体の近くに配置されている光源体の短手方向の両端よりも外側を通るように形成された導光路を有している請求項１又は請求項２に記載の光音響探触子。
4. 前記分岐部の頂点が、前記導光部に光を入射させる光源体の短手方向の中心よりも前記音響波検出部から遠くなるように形成されている請求項３に記載の光音響探触子。
5. 前記導光路の前記導光部に光を入射させる光源体の光軸に対する傾斜角度が４５度よりも小さい請求項３又は請求項４に記載の光音響探触子。
6. 前記導光部は内部を透過する光を反射する反射面を対向配置している請求項１から請求項５のいずれかに記載の光音響探触子。
7. 前記反射面は内部を透過する光の内部への反射率を高める処理を施している請求項６に記載の光音響探触子。
8. 前記対向配置している反射面の距離は前記被検体に近づくほど広がるように形成されている請求項６または請求項７に記載の光音響探触子。
9. 前記複数の光源体のうち少なくとも一方が、前記発光素子の光軸を前記音響波検出部に向けて傾けられて保持されている請求項１から請求項８のいずれかに記載の光音響探触子。
10. 前記音響波検出部を挟むように配置された複数個の前記光源部を備えている請求項１から請求項９のいずれかに記載の光音響探触子。
11. 前記発光素子が発光ダイオード素子を含む請求項１から請求項１０のいずれかに記載の光音響探触子。
12. 前記発光素子が半導体レーザ素子を含む請求項１から請求項１０のいずれかに記載の光音響探触子。
13. 前記発光素子が有機発光ダイオード素子を含む請求項１から請求項１０のいずれかに記載の光音響探触子。
14. 請求項１から請求項１３に記載の光音響探触子を備え、
    前記光音響探触子からの情報に基づいて前記被検体の内部の状態を画像化する光音響画像化装置。

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