(57)【要約】【課題】被検体内で発生する光音響信号を精度よく取得できる被検体情報取得装置を提供する。【解決手段】被検者の一部である被検体を挿入する開口部を備える被検者支持部材と、前記開口部に挿入された被検体に光を照射する光照射部と、前記被検体と前記光照射部との間に配置され、前記被検体を保持する保持部材と、前記光照射部を、被検体の挿入方向に対して平行な第一の軸に沿って移動させる走査機構と、前記被検体に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子と、前記探触子で受信した音響波から前記被検体の特性情報を生成する処理部と、前記保持部材に対する前記光照射部の位置を、前記保持部材の位置と、前記光照射部から出射する光の出射方向に基づいて決定し、前記決定した位置に前記走査機構を用いて前記光照射部を移動させる制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2014168631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の一部である被検体を挿入する開口部を備える被検者支持部材と、
前記開口部に挿入された被検体に光を照射する光照射部と、
前記被検体と前記光照射部との間に配置され、前記被検体を保持する保持部材と、
前記光照射部を、被検体の挿入方向に対して平行な第一の軸に沿って移動させる走査機構と、
前記被検体に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子と、
前記探触子で受信した音響波から前記被検体の特性情報を生成する処理部と、
前記保持部材に対する前記光照射部の位置を、前記保持部材の位置と、前記光照射部から出射する光の出射方向に基づいて決定し、前記決定した位置に前記走査機構を用いて前記光照射部を移動させる制御部と、
を有することを特徴とする、被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記光が、前記保持部材の前記第一の軸に沿った所定の範囲に照射されるように前記光照射部を移動させ、前記光照射部の移動範囲は、前記光照射部と前記保持部材との距離と、前記光照射部から出射する光の出射方向に基づいて決定される
ことを特徴とする、請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記光照射部の移動範囲は、第一の地点と、前記第一の地点よりも前記開口部から遠い第二の地点とを用いて定義され、
前記制御部は、前記光照射部と前記保持部材との距離が近いほど、前記第一の地点を前記開口部により近い位置に配置する
ことを特徴とする、請求項２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記保持部材は、被検体を挟んで保持する二枚の保持板を含み、うち少なくとも一枚が、前記被検体と前記光照射部の間で移動可能である
ことを特徴とする、請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記保持部材は、被検体を覆って保持する半球状の部材であり、うち少なくとも一部が、前記被検体と前記光照射部の間に位置する
ことを特徴とする、請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
被検者の一部である被検体を挿入する開口部を備える被検者支持部材と、
前記開口部に挿入された被検体に光を照射する光照射部と、
前記被検体と前記光照射部との間に配置され、前記被検体を保持する保持部材と、
前記被検体に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子と、
を有する被検体情報取得装置の制御方法であって、
前記保持部材に対する前記光照射部の位置を、前記保持部材の位置と、前記光照射部から出射する光の出射方向に基づいて決定する制御ステップと、
前記光照射部を、前記被検体の挿入方向に対して平行な第一の軸に沿って前記決定した位置に移動させ、光を照射する光照射ステップと、
前記探触子によって音響波を受信する受信ステップと、
前記受信した音響波から前記被検体の特性情報を生成する処理ステップと、
を含むことを特徴とする、被検体情報取得装置の制御方法。
【請求項７】
前記制御ステップでは、前記光が、前記保持部材の前記第一の軸に沿った所定の範囲に照射されるように前記光照射部を移動させ、前記光照射部の移動範囲は、前記光照射部と前記保持部材との距離と、前記光照射部から出射する光の出射方向に基づいて決定される
ことを特徴とする、請求項６に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
【請求項８】
前記光照射部の移動範囲は、第一の地点と、前記第一の地点よりも前記開口部から遠い第二の地点とを用いて定義され、
前記制御ステップでは、前記光照射部と前記保持部材との距離が近いほど、前記第一の地点を前記開口部により近い位置に配置する
ことを特徴とする、請求項７に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
【請求項９】
前記保持部材は、被検体を挟んで保持する二枚の保持板を含み、うち少なくとも一枚が、前記被検体と前記光照射部の間で移動可能である
ことを特徴とする、請求項８に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
【請求項１０】
前記保持部材は、被検体を覆って保持する半球状の部材であり、うち少なくとも一部が、前記被検体と前記光照射部の間に位置する
ことを特徴とする、請求項８に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体情報取得装置およびその制御方法に関し、特に被検体内で発生する信号の強度を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体内部の断層画像を非侵襲で撮像する技術に関して、これまでに多くの提案がなされている。その中の一つに、光と超音波を用いて生体機能情報を取得するPhotoacoustic Tomography（ＰＡＴ：光音響トモグラフィ）がある。
光音響トモグラフィとは、光源で発生したパルス光（以下、計測光）を被検体に照射し、被検体内で光が吸収されることによって発生した音響波（典型的には超音波）を受信および解析し、被検体の内部組織を可視化する技術である。受信した音響波を解析することで、被検体内の光吸収体に起因した初期音圧分布を得ることができる。また、初期音圧分布に対して、光の分布を考慮した演算を行うことで、被検体内部の吸収係数など、光学特性に関連した情報を得ることができる。
【０００３】
ＰＡＴにおいて被検体内で発生する音響波の音圧は、光吸収体に到達する局所的な光量に比例する。従って、生体内部の情報を精度良く得るためには、被検体に照射される計測光の光量を大きくする必要がある。
【０００４】
ＰＡＴの技術を用いて乳がんの診断を行う装置に、例えば非特許文献１に記載の装置がある。当該装置では、乳房を二枚の保持部材で圧迫して保持することで、乳房の内部に到達する計測光の光量を確保している。
一方で、乳がんの診断は、乳房だけでなく、その根元の胸壁部分を含む領域を観察しなければ正確に行うことができない。すなわち、ＰＡＴ装置を用いて乳がんの診断を行う場合、胸壁付近の情報を精度良く得るために、乳房だけでなく、胸壁付近に照射される計測光の光量を大きくする必要がある。
この課題を解決する発明に、特許文献１に記載の光音響撮影装置がある。当該装置では、被検体に照射される光が胸壁方向を向くように光照射部を配置することで、胸壁部に照射される計測光の光量を大きくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８３０５７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Susanne E.et al.，”First clinical trials of the Twente photoacoustic mammoscope (PAM)”，Proceedings of the SPIE，Vol.6629，pp.662917，2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、乳房と接する保持部材の全面から計測光を出射させなければならないため、膨大な数の光照射部が必要となり、非現実的な装置構成となってしまう。現実的な装置構成にするためには、被検体に対して小型の光照射部を設け、保持された乳房に計測光を照射しながら当該光照射部を移動させる構成にする必要がある。しかし、このような光照射部を走査させるタイプの測定装置では、被検体に対して垂直に計測光が入射するため、胸壁付近に十分な光量の光を照射することができない。すなわち、胸壁付近で発生する光音響信号を精度良く得られないという課題があった。
【０００８】
この課題を解決するため、図９（ａ）のように、計測光の出射方向を胸壁側に傾けた状態で走査を行うという方法が考えられる。
しかし、この方法にも問題がある。可動保持部材の位置は、乳房を圧迫する際の厚みによって変わるため、光照射部と可動保持部材との距離が一定ではない。すなわち、計測光が被検体に対して垂直以外の角度で入射する場合、図９（ｂ）のように、可動保持部材の位置によって、計測光が照射される位置が変わってしまうため、所望の領域（例えば丸印で示した領域）に計測光を照射できないケースが発生しうる。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、被検体内で発生する光音響信号を精度よく取得できる被検体情報取得装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る被検体情報取得装置は、
被検者の一部である被検体を挿入する開口部を備える被検者支持部材と、前記開口部に挿入された被検体に光を照射する光照射部と、前記被検体と前記光照射部との間に配置され、前記被検体を保持する保持部材と、前記光照射部を、被検体の挿入方向に対して平行な第一の軸に沿って移動させる走査機構と、前記被検体に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子と、前記探触子で受信した音響波から前記被検体の特性情報を生成する処理部と、前記保持部材に対する前記光照射部の位置を、前記保持部材の位置と、前記光照射部から出射する光の出射方向に基づいて決定し、前記決定した位置に前記走査機構を用いて前記光照射部を移動させる制御部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る被検体情報取得装置の制御方法は、
被検者の一部である被検体を挿入する開口部を備える被検者支持部材と、前記開口部に挿入された被検体に光を照射する光照射部と、前記被検体と前記光照射部との間に配置され、前記被検体を保持する保持部材と、前記被検体に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子と、を有する被検体情報取得装置の制御方法であって、前記保持部材に対する前記光照射部の位置を、前記保持部材の位置と、前記光照射部から出射する光の出射方向に基づいて決定する制御ステップと、前記光照射部を、前記被検体の挿入方向に対して平行な第一の軸に沿って前記決定した位置に移動させ、光を照射する光照射ステップと、前記探触子によって音響波を受信する受信ステップと、前記受信した音響波から前記被検体の特性情報を生成する処理ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被検体内で発生する光音響信号を精度よく取得できる被検体情報取得装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施形態に係る光音響測定装置の構成図。
【図２】第一の実施形態に係る光照射部を説明する図。
【図３】第一の実施形態における測定のフロー図。
【図４】第一の実施形態に係る光照射部の別の構成例を説明する図。
【図５】第二の実施形態に係る光音響測定装置の構成図。
【図６】第二の実施形態における測定のフロー図。
【図７】実施例１の効果を説明するための図。
【図８】実施例２の効果を説明するための図。
【図９】発明の課題を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第一の実施形態）
以下、図面を参照しつつ、本発明の第一の実施形態を詳細に説明する。
第一の実施形態に係る光音響測定装置は、計測光を被検体に照射し、計測光に起因して被検体内で発生した音響波を受信および解析することで、被検体である生体内部の情報を画像化する装置である。
【００１５】
<システム構成>
まず、図１（ａ）を参照しながら、本実施形態に係る光音響測定装置の構成を説明する。
第一の実施形態に係る光音響測定装置は、胸壁支持部１０２ａおよび１０２ｂ、保持部材１０３、光源１０４、光伝送部１０５、光照射部１０６、走査機構１０７、回転機構１０８、制御部１０９、探触子１１３、処理部１１５、ポテンショメータ１１６からなる。また、保持部材１０３は、可動保持部材１０３ａおよび固定保持部材１０３ｂからなる。
なお、装置を構成するものではないが、図１中、符号１０１ａおよび１０１ｂは被検体、符号１１０は計測光、符号１１１ａおよび１１１ｂは光吸収体、符号１１２ａおよび１１２ｂは音響波、符号１１４は音響マッチング剤を表す。なお、実施形態の説明では、符号中のａおよびｂについて、それぞれを特に区別する必要がない場合は省略して記載する。
【００１６】
測定は、胸壁支持部１０２（本発明における被検者支持部材）に開いた開口部に被検体である乳房を挿入し、挿入した乳房を可動保持部材１０３ａおよび固定保持部材１０３ｂで挟んだ状態で行う。
まず、光照射部１０６から発せられたパルス光が、可動保持部材１０３ａ越しに被検体１０１に照射される。被検体内部を伝搬した光のエネルギーの一部が血液などの光吸収体に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により音響波が発生する。被検体内で発生した音響波は、固定保持部材１０３ｂ越しに探触子１１３で受信され、処理部１１５によって解析される。解析結果は、被検体内の特性情報を表す画像として出力されるため、本実施形態に係る光音響測定装置は、被検体情報取得装置とも呼べる。
以下、本実施形態に係る光音響測定装置を構成する各手段について説明する。
【００１７】
<<光源１０４>>
光源１０４はパルス光を発生させる装置である。光源は、大出力を得るためレーザー光源であることが望ましいが、レーザーの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプ等を用いることもできる。光源としてレーザーを用いる場合、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なものが使用できる。照射のタイミング、波形、強度等は不図示の光源制御部によって制御される。この光源制御部は、光源と一体化されていても良い。
また、光音響波を効果的に発生させるためには、被検体の熱特性に応じて十分短い時間に光を照射させなければならない。被検体が生体である場合、光源から発生するパルス光のパルス幅は１０〜５０ナノ秒程度が好適である。また、パルス光の波長は、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。具体的には、被検体が生体の場合、６００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１８】
<<光伝送部１０５>>
光伝送部１０５は、光源１０４で発生したパルス光を被検体１０１へ導く手段である。具体的には、所望のビーム形状、光強度分布を得られるように、光ファイバやレンズ、ミラー、拡散板などで構成された光学部材である。これらの光学部材を用いて、パルス光の照射形状、光密度、被検体への照射方向などの照射条件を任意のものに設定することができる。
【００１９】
<<光照射部１０６>>
光照射部１０６は、被検体に対して計測光を出射させる手段である。光照射部１０６は、光源と一体となっていても良いし、レンズやミラー、拡散板、光ファイバ等の光学部材を介して光源と接続されていても良い。本実施形態では、光源１０４、光伝送部１０５、光照射部１０６が互いに接続されている。
また、光照射部１０６は、計測光の出射方向が被検者の胸壁側を向くように、斜め方向に傾けた状態で設置されている。傾ける角度は、例えば１０度とすることができる。
【００２０】
<<走査機構１０７>>
走査機構１０７は、光照射部１０６を被検体１０１に沿って移動させるための手段である。走査機構１０７は、図１における上下方向、すなわち被検体の挿入方向のほか、紙面垂直方向に光照射部１０６を移動させることができる。すなわち、光照射部１０６は、走査機構１０７によって二次元方向に移動することができる。走査機構１０７上での光照射部１０６の位置は、以下で述べる制御部１０９によって制御される。走査機構１０７と制御部１０９とを組み合わせることで、光照射部を二次元的に走査させながら光音響測定を行うことができる。なお、図１における上下方向が、本発明における第一の軸である。実施形態の説明においても第一の軸と呼称する。
【００２１】
<<制御部１０９>>
制御部１０９は、走査機構１０７を駆動することで光照射部１０６の位置を制御する手段である。具体的には、図１における上下方向のほか、紙面垂直方向における光照射部１０６の位置を決定する。
二枚の保持部材で乳房を挟んで保持する場合、乳房の大きさによって保持部材の位置が異なる。計測光は胸壁側に向けられているため、二枚の保持部材の間隔が広い場合には、光は胸壁から遠い場所に照射されるが、二枚の保持部材の間隔が狭い場合には、光は胸壁に近い場所に照射される。
以上の理由から、可動保持部材１０３ａ上の所望の範囲に計測光を照射したい場合、可動保持部材１０３ａの位置に応じて、第一の軸上における光照射部１０６の移動範囲（以下、走査範囲と称する）を適宜決定する必要がある。制御部１０９は、光照射部１０６と保持部材１０３ａとの距離を取得し、当該距離と計測光の出射方向に応じて走査範囲を決定する。走査範囲を決定する具体的な方法については後述する。
【００２２】
<<被検体１０１（光吸収体１１１）>>
被検体１０１および光吸収体１１１は、本発明を構成するものではないが、ここで説明する。被検体１０１は、光音響測定を行う対象物であり、典型的には生体である。ここでは、人の乳房を被検体とする。
本実施形態に係る光音響測定装置では、被検体１０１の内部に存在する光吸収係数の大きい光吸収体１１１をイメージングすることができる。被検体が生体である場合、光吸収体１１１とは、具体的には水、脂質、メラニン、コラーゲン、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなどである。光吸収体をイメージングすることで、本実施形態に係る光音響測定装置は、血管の造影、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを行うことができる。
【００２３】
<<保持部材１０３>>
保持部材１０３は、被検体１０１を保持する手段であり、本実施形態では、保持部材１０３ａと１０３ｂの二つからなる（以下それぞれ、可動保持部材１０３ａ、固定保持部材１０３ｂと称する）。二枚の保持部材のうち、探触子がある側の一枚（固定保持部材１０３ｂ）は乳房に対して固定されているが、光照射部がある側の一枚（可動保持部材１０３ａ）は、乳房を圧迫するように、光照射部１０６とは独立して移動可能である。
探触子と被検体を音響的に結合させるため、保持部材１０３は、被検体と音響インピー
ダンスが近い素材であることが望ましい。ただし、本実施形態のように、二枚の保持部材で被検体を挟んで保持し、探触子と反対側の被検体表面に光を照射する場合、光を照射する側の可動保持部材１０３ａは音響インピーダンスを考慮しなくても良く、計測光に対して透過率が高い素材であれば良い。典型的には、アクリルなどのプラスチックプレート、あるいはガラスプレート、ポリメチルペンテンなどが挙げられる。
【００２４】
<<探触子１１３>>
探触子１１３は、被検体１０１の内部で発生した音響波（典型的には超音波）をアナログの電気信号に変換する手段である。探触子１１３は、単一の音響検出器からなってもよいし、複数の音響検出器からなってもよい。また、探触子１１３は、複数の受信素子が一次元、或いは二次元に配置されたものであってもよい。多次元配列素子を用いると、同時に複数の場所で音響波を受信することができるため、測定時間を短縮することができる。なお、探触子が被検体よりも小さい場合は、探触子を走査させて複数の位置で音響波を受信するようにしても良い。また、光照射部１０６と探触子１１３は、本実施形態のように被検体を挟むように配置してもよいし、共に同じ側に配置しても良い。
【００２５】
また、探触子１１３は、感度が高く、周波数帯域が広いものが望ましい。具体的にはＰＺＴ（圧電セラミックス）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン樹脂）、ｃＭＵＴ（容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ）、ファブリペロー干渉計を用いたものなどが挙げられる。ただし、ここに挙げたものだけに限定されず、探触子としての機能を満たすものであれば、どのようなものであってもよい。
また、探触子１１３は、音響波の反射、減衰の影響を排除するために、被検体１０１（および固定保持部材１０３ｂ）と音響的に結合している必要がある。例えば、探触子１１３と固定保持部材１０３ｂの間には、音響マッチング材や水、オイルなどの音響整合材を設けることが望ましい。本実施形態では、探触子１１３と固定保持部材１０３ｂの間に音響マッチング材１１４を配置する。
【００２６】
<<処理部１１５>>
処理部１１５は、探触子１１３で得られた電気信号を増幅してデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を処理して画像を生成する手段である。処理部１１５によって、被検体内の光吸収体に起因した初期音圧の分布を表す画像や、吸収係数の分布を表す画像が生成される。処理部１１５は、ＣＰＵと主記憶装置、および補助記憶装置を有するコンピュータであってもよいし、専用に設計されたハードウェアであってもよい。
【００２７】
<<ポテンショメータ１１６>>
ポテンショメータ１１６は、被検体１０１が保持された状態の当該被検体の厚さ（以下、保持厚）を測定する手段である。ポテンショメータ１１６により、被検体が保持された状態における、可動保持部材１０３ａと光照射部１０６との距離を取得することができる。
【００２８】
<測定処理の概要>
次に、第一の実施形態に係る光音響測定装置が行う測定処理の概要について、図１（ａ）および図１（ｂ）、図２を参照しながら説明する。図１（ａ）は、被検体の保持厚が薄い場合を示した図であり、図１（ｂ）は、被検体の保持厚が厚い場合を示した図である。また、図２は、光照射部１０６の周辺を拡大した図である。
【００２９】
被検体の保持厚はポテンショメータ１１６で測定される。測定された情報は制御部１０９に転送され、可動保持部材１０３ａの位置に応じて、制御部１０９が、光照射部１０６の走査範囲、すなわち第一の軸上における移動範囲を決定する。
走査範囲を決定する方法をより具体的に説明する。ここでは、基準となる保持厚（例え
ば装置における最小保持厚）と、当該保持厚において、保持部材１０３ａの所定の範囲に計測光を照射するための、光照射部１０６の走査範囲が予め定まっているものとする。可動保持部材１０３ａに対する計測光１１０の出射角をθとすると、可動保持部材１０３ａが光照射部１０６にΔＬだけ近づくごとに、光照射部１０６の走査範囲の上端（胸壁に近い側の端部）を、ΔＬ・ｔａｎθだけ、胸壁側に移動させる。
【００３０】
例えば、可動保持部材１０３ａの可動方向に対する光照射部１０６の角度θが、図２のように１０度である場合、保持厚が１ｍｍ厚くなるごとに、光照射部１０６の走査範囲の上端を、１ｍｍ×ｔａｎ１０°≒０．１７６ｍｍだけ胸壁側に近づける制御を行う。この制御を行わない場合、保持厚が厚くなることによって、可動保持部材１０３ａ上で計測光が照射されない領域が発生してしまうが、本実施形態ではこれを防ぐことができる。なお、走査範囲はその上端と下端とで定義される。ここで決定する走査範囲の上端が本発明における第一の地点であり、走査範囲の下端が本発明における第二の地点である。
【００３１】
被検体１０１に照射された計測光１１０は、被検体１０１の中を拡散しながら伝搬し、その一部が血管などの光吸収体（図１の例では、光吸収体１１１）に吸収される。光を吸収した光吸収体は、光音響効果により音響波（図１の例では、音響波１１２）を発生する。発生した音響波は被検体１０１内を伝搬し、その一部が固定保持部材１０３ｂを通して探触子１１３に到達する。探触子１１３が受信した音響波は、電気信号となって処理部１１５に転送され、光吸収係数を表す画像といった、所望のデータに加工される。
【００３２】
<測定処理フローチャート>
次に、以上に説明した処理を行うためのフローについて、図３を参照しながら説明する。
まず、装置の利用者が被検体を装置に挿入する（Ｓ１０１）。被検者の胸は胸壁支持部１０２によって支持される。次に、挿入された被検体、すなわち乳房を保持手段１０３によって圧迫する。具体的には、可動保持部材１０３ａが動き、固定保持部材１０３ｂに押し付ける形で乳房を圧迫する。
ステップＳ１０２の処理が完了すると、ポテンショメータ１１６が乳房の保持厚を取得し（Ｓ１０３）、その結果を制御部１０９に通知する（Ｓ１０４）。
保持厚の取得が完了すると、制御部１０９が、光照射部１０６の走査範囲を決定する（Ｓ１０５）。そして、制御部１０９が、決定した走査範囲を用いて計測光の照射を行い、処理部１１５が信号の取得を行う（Ｓ１０６）。
【００３３】
第一の実施形態によると、被検体の保持厚を検出することで、制御部が光照射部の走査範囲を自動的に補正する。これにより、被検体の保持厚にかかわらず、常に被検体上の同じ範囲に計測光を照射できるようになる。
【００３４】
なお、第一の実施形態では、ポテンショメータ１１６を用いて保持厚を取得したが、他の方法を用いてもよい。例えば、被検体の保持厚を手動で測定し、測定値を制御部に入力するようにしてもよい。また、本実施形態では、光照射部１０６が傾いた状態で固定されている例を示したが、他の方法を用いて計測光を傾けてもよい。図４は、光照射部１０６の別の構成例を示したものである。図４中、符号１１７ａと１１７ｂは光反射部材である。図４のような構成とすることで、出射する計測光だけを被検者の胸壁方向に傾けることができる。
【００３５】
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、二枚の保持部材を用いて被検体を圧迫しながら測定を行った。これに対して、第二の実施形態は、半球状の保持部材を用いて被検体を保持し、測定を行う実施形態である。
【００３６】
図５は、第二の実施形態を説明するための図である。図５（ａ）は、乳房が小さい場合を示した図であり、図５（ｂ）は、乳房が大きい場合を示した図である。本実施形態では、可動部材による圧迫ではなく、乳房の大きさに合った半球状の保持部材を装置に装着し、乳房を挿入して保持する。すなわち、乳房が大きい場合は、大きい保持部材を使用し、乳房が小さい場合は、小さい保持部材を使用する。なお、第一の実施形態と同一の構成要素には、原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００３７】
保持部材２０３ａおよび２０３ｂは、半球状の保持部材である。保持部材を半球状にする長所は、乳房を圧迫しないため、被験者への負担を軽減できることにある。乳房と保持部材の間の隙間を無くすために、被検者の乳房の大きさに応じたサイズの保持部材を用いることが望ましい。
また、第二の実施形態では、ポテンショメータ１１６のかわりに入力部２１６が使用される。入力部２１６は、使用する保持部材のサイズを入力する手段であり、これにより、制御部１０９は、光照射部１０６と保持部材２０３との距離を取得することができる。
半球状の保持部材を使用した場合、乳房の大きさに応じて保持部材２０３の大きさが変わるため、計測光が照射される位置が変わってしまう。具体的には、保持部材２０３が小さい場合には光が胸壁付近に照射されるのに対して、保持部材１０３が大きい場合には光が胸壁から遠い場所に照射されてしまう。そこで、第二の実施形態では、保持部材の大きさに応じて光照射部１０６の走査範囲を決定する。
【００３８】
第二の実施形態においても、第一の実施形態と同様に、基準となる保持部材のサイズ（例えば使用可能な最小サイズの保持部材）と、当該保持部材を使用した場合における、光照射部１０６の走査範囲が予め定められている。そして、保持部材の半径が基準のサイズよりも１ｍｍ大きくなるごとに、制御部１０９が、光照射部１０６の走査範囲の上端を、１ｍｍ×ｔａｎ１０°≒０．１７６ｍｍだけ胸壁側に近づける制御を行う。
【００３９】
図６は、第二の実施形態に係る光音響測定装置の処理フローである。
第二の実施形態では、被検体を挿入するステップＳ１０１の前に、被検体に適合するサイズの保持部材を装置に装着するステップＳ１０１Ａが追加される。また、ステップＳ１０２およびＳ１０３は省略され、代わりに、装着した保持部材のサイズを入力するステップＳ１０４Ａが実行される。ステップＳ１０５において、制御部１０９が光照射部１０６の走査範囲を決定する方法は前述した通りである。
【００４０】
このように、第二の実施形態では、半球状の保持部材を使用する場合であっても、第一の実施形態と同様に、胸壁付近に照射される光量を大きくすることができ、その結果、胸壁付近の情報を精度良く取得することができる。特に第二の実施形態によると、乳房に対する圧迫保持を行わないため、被検者に対する身体的な負担を軽減させることができる。
【００４１】
なお、第二の実施形態では、保持部材の大きさを装置の利用者が入力したが、他の方法を用いてもよい。例えば、ポテンショメータを用いて保持部材の大きさを測定し、測定した値を制御部１０９に転送することにより、光照射部１０６の走査範囲を決めても良い。
また、第二の実施形態においても、図４と同様に、光照射部１０６自体を傾けるのではなく、内部機構を用いて計測光だけを被検者の胸壁方向に向けるようにしてもよい。
【００４２】
（実施例１）
次に、第一の実施形態に対応する実施例１について述べる。
実施例１では、第一の胸壁支持部１０２ａおよび第二の胸壁支持部１０２ｂとして、厚さ３ｍｍのタングステンカーバイドを用いた。被検体である乳房は、可動保持板１０３ａと固定保持板１０３ｂに挟んで保持される。光源１０４には、波長が可変なチタン・サフ
ァイアレーザーを用いた。用いたレーザーのパルス幅は１０ナノ秒、周波数は１０Ｈｚであり、波長は７９７ｎｍである。光照射部１０６から照射される計測光１１０は、略平行光である。
【００４３】
また、被検体からの音響波を効率よく受信するために、可動保持部材１０３ａとして、アクリルで作られた厚さ２０ｍｍの可動保持部材を用いた。
【００４４】
固定保持部材１０３ｂには、ポリメチルペンテンで作られた厚さ７ｍｍの部材を用いた。また、探触子１１３には、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン亜鉛）で作られた圧電型の探触子を用いた。また、固定保持部材１０３ｂと探触子１１３との音響マッチングを取るために、固定保持部材１０３ｂと探触子１１３との間に、ひまし油からなる音響マッチング剤１１４を配置した。
【００４５】
光照射部１０６の角度θは１０度とし、保持厚が１ｍｍ厚くなるごとに、光照射部１０６の走査範囲の上端を、１ｍｍ×ｔａｎ１０°≒０．１７６ｍｍだけ胸壁側に近づける制御を行った。
【００４６】
図７（ａ）は、保持厚が２０ｍｍのときに被検体に照射される光照射密度分布を示したものである。図７（ａ）のＸ軸は、図１（ａ）の紙面垂直方向であり、原点は乳房の中心である。また、図７（ａ）のＹ軸は、第二の胸壁支持部１０２ｂに対して垂直な方向であり、原点は第二の胸壁支持部の支持面である。
また、図７（ｂ）は、Ｙ＝−１０ｍｍにおける光照射密度をＸ方向に積分した値である。図７（ｂ）における点線は、光照射部１０６の走査範囲の上端を保持厚に応じて補正しなかった場合を示している。一方、図７（ｂ）における実線は、光照射部１０６の走査範囲の上端を保持厚に応じて補正した場合を示している。この結果、光照射部１０６の走査範囲の上端を保持厚に応じて補正することにより、保持厚の大小に関わらず胸壁付近に照射される計測光の光量を確保できることが確認できた。
【００４７】
（実施例２）
次に、第二の実施形態に対応する実施例２について述べる。実施例２では、保持部材のみが実施例１と異なり、他の条件は実施例１と同様である。
実施例２では、保持部材２０３に、ポリメチルペンテンで作られた厚さ１ｍｍの半球状の部材を用いた。保持部材の開口部は円形である。保持部材の大きさは被験者の乳房の大きさに応じて適切なものを選ぶことができる。また、保持面内における保持部材の中心位置は、保持部材の大きさに依らず一定とした。選択した保持部材の大きさは、入力部２１６に操作者が直接入力する。入力された保持部材の大きさは制御部１０９に転送され、その大きさに応じて光照射部１０６の走査範囲が決められる。
光照射部１０６の角度θは、実施例１と同様に１０度とし、保持部材の半径が１ｍｍ大きくなるごとに、光照射部１０６の走査範囲の上端を、１ｍｍ×ｔａｎ１０°≒０．１７６ｍｍだけ胸壁側に近づける制御を行った。
【００４８】
図８（ａ）は、保持部材の半径が１０ｍｍのときに被検体に照射される光照射密度分布を示したものである。図８（ａ）のＸ軸は、図５（ａ）および図５（ｂ）の紙面垂直方向であり、原点は乳房の中心である。また、図８（ａ）のＹ軸は、胸壁支持部１０２の支持面に垂直な方向であり、原点は支持面である。図８（ｂ）は、Ｙ＝−１０ｍｍにおける光照射密度をＸ方向に積分した値である。図８（ｂ）における点線は、光照射部１０６の走査範囲の上端を保持部材の大きさに応じて補正しなかった場合を示している。
一方、図８（ｂ）における実線は、光照射部１０６の走査範囲の上端を保持部材の大きさに応じて補正した場合を示している。この結果、光照射部１０６の走査範囲の上端を補正することにより、保持部材の大小に関わらず胸壁付近に照射される計測光の光量を確保
できることが確認できた。
【符号の説明】
【００４９】
１０４・・・光源、１０５・・・光伝送部、１０６・・・光照射部、１０７・・・走査機構、１０９・・・制御部、１１３・・・探触子、１１５・・・処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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