(57)【要約】【課題】光の波長以下の分解能での光音響イメージングを可能とする技術を提供する。【解決手段】被検体に照射する照射光を発する第１の光源と、照射光が導かれ照射光の波長よりも小さい開口からなる出射部と、出射部から生じる近接場光を被検体が吸収したときに生じる音響波を検出する探触子と、探触子で検出された音響波から被検体内の情報を取得する信号処理部と、を有する被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図１
2014066701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に照射する照射光を発する第１の光源と、
前記照射光が導かれ前記照射光の波長よりも小さい開口からなる出射部と、
前記出射部から生じる近接場光を前記被検体が吸収したときに生じる音響波を検出する探触子と、
前記探触子で検出された音響波から被検体内の情報を取得する信号処理部と、
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】
前記探触子は、ファブリーペローセンサーを用いた探触子であり、
前記ファブリーペローセンサーの反射率の変化を検出するための測定光を発する第２の光源をさらに有し、
前記探触子は、前記照射光を透過しかつ前記測定光を反射する第１のミラーおよび第２のミラー、ならびに、前記第１のミラーに設けられ前記照射光を遮光する遮光層を含み、
前記出射部は、前記遮光層に設けられている
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】
前記探触子は、複数の前記出射部を有する
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】
前記遮光層は、前記照射光の波長域に対して反射率が９０％以上である
ことを特徴とする請求項２または３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記第１のミラーおよび第２のミラーは、前記照射光の波長域に対して透過率が９０％以上である
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記第１のミラーおよび第２のミラーは、前記測定光の波長域に対して反射率が９０％以上である
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記出射部は、フォトリソグラフィーにより設けられる
ことを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記照射光を導く光ファイバーをさらに有し、
前記出射部は、前記光ファイバーを先鋭化したものである
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９】
前記探触子は、フォーカス型探触子である
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。
【請求項１０】
前記探触子は、音を集束するための音響レンズを含む
ことを特徴とする請求項９に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記探触子は、前記被検体に対して前記出射部と逆側に配置される
ことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
前記被検体を移動させる走査機構をさらに有する
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１３】
前記出射部は、前記被検体の上を走査して複数位置で近接場光を照射し、
前記探触子は、前記出射部と同期して前記被検体の上を走査して音響波を検出する
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１４】
前記出射部は、直径が前記照射光の波長よりも小さい円形である
ことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１５】
前記信号処理部が取得した被検体内の情報に基づいて生成された画像データを表示する画像表示部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エックス線、超音波、ＭＲＩ（核磁気共鳴法）を用いたイメージング装置が医療分野で多く使われている。一方、レーザーなどの光源から照射した光を生体などの被検体内に伝播させ、その伝播光等を検知することで、生体内の情報を得る光イメージング装置の研究も医療分野で積極的に進められている。このような光イメージング技術の一つとして、光音響イメージング技術が提案されている。
【０００３】
光音響イメージングにおいては、まず、光源から発生したパルス光を被検体に照射し、被検体内で伝播、拡散した光のエネルギーを吸収した生体組織から発生した音響波（以降光音響波と呼ぶ）を複数の個所で検出する。そして、それらの信号を解析処理し、被検体内部の光学特性値に関連した情報を可視化する。これにより、被検体内の光学特性値分布、特に光エネルギー吸収密度分布を得ることができる。
【０００４】
音響波の検出器としては、圧電現象を用いたトランスデューサーや容量の変化を用いたトランスデューサーが挙げられるが、近年、光の共振を用いた検出器が開発されている。
【０００５】
また、特許文献１では、光源の近接部位の光吸収体から生じる光音響信号を検出するために、パルス光として近接場光を用いている。
【０００６】
一方で、光音響を用いてより微細な光吸収体をイメージングするために、分解能を向上させることが求められている。そして、音を集束させたり、パルス光を集光させたりすることで、光音響イメージングの分解能を上げる、光音響顕微鏡の開発が進められている。特許文献２では、パルス光をレンズにより集光させて、被検体を光の焦点位置に配置することにより分解能を向上させている。そして、１．０マイクロメートル（μｍ）オーダーの分解能が達成可能であると記述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３０７００７号公報
【特許文献２】特表２０１１−５１９２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献２ではレンズを用いて光を集光させているため、光の回折限界を超える分解能を得ることができない。そのため、光の波長より細かい光吸収体の構造を、光音響を用いて画像化することができない。光の回折限界を超える分解能を得るには、光を回折限界以上に絞る必要がある。ここで、一般に、近接場光を用いることで光を回折限界以上に絞ることができることが知られている。
【０００９】
特許文献１では、光源近傍からの光音響信号のみを得るために近接場光を用いて光音響信号を得ているが、近接場光を用いて光を絞るような構成になっておらず、高分解能なイメージングを行うことができない。
【００１０】
近接場光を用いたイメージング技術として、走査型近接場光顕微鏡（ＳＮＯＭ）がある
。ＳＮＯＭは、近接場光を発生させたプローブを試料に近づけて、波長以下の微小な領域のみを照射し、試料からの散乱光や蛍光を検出する。これを走査しながら行うことで、波長以下の分解能で試料の２次元画像を得る。しかし、ＳＮＯＭは特に、生体組織などの散乱性が高く、透過性が低い試料において、近接場光の吸収を直接測定することができず、試料の吸収スペクトル分布や、光吸収情報から計算される試料の機能情報を得ることができない。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光の波長以下の分解能での光音響イメージングを可能とする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に照射する照射光を発する第１の光源と、
前記照射光が導かれ前記照射光の波長よりも小さい開口からなる出射部と、
前記出射部から生じる近接場光を前記被検体が吸収したときに生じる音響波を検出する探触子と、
前記探触子で検出された音響波から被検体内の情報を取得する信号処理部と、
を有することを特徴とする被検体情報取得装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光の波長以下の分解能での光音響イメージングを可能とする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の生体情報イメージング装置の構成の一例を示す図。
【図２】本発明の生体情報イメージング装置の構成の別の例を示す図。
【図３】本発明の探触子の構成の一例を示す図。
【図４】本発明の探触子の構成の別の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状及びそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【００１６】
本発明の被検体情報取得装置には、被検体に光（電磁波）を照射することにより被検体内で発生した音響波を受信して、被検体情報を画像データとして取得する光音響効果を利用した装置を含む。
【００１７】
このような被検体情報取得装置の場合、取得される被検体情報とは、光照射によって生じた音響波の発生源分布、被検体内の初期音圧分布、あるいは初期音圧分布から導かれる光エネルギー吸収密度分布や吸収係数分布、組織を構成する物質の濃度分布を指す。物質の濃度分布とは、例えば、酸素飽和度分布や酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などである。
【００１８】
本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、超音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。光音響効果により発生した音響波のことを、光音響波または光超音波と呼ぶ。
【００１９】
以下の説明では、本発明の被検体情報取得装置を生体組織に適用した、生体情報イメー
ジング装置を例として説明する。ただし本発明の測定対象はこれに限定されるものではない。
【００２０】
＜実施形態１＞
図１に本実施形態における生体情報イメージング装置の構成例を説明する図を示す。本実施形態の生体情報イメージング装置は、生体組織の光学特性値分布及び、それらの情報から得られる生体組織を構成する物質の濃度分布の画像化を可能とするものである。
【００２１】
本実施形態の光音響イメージング装置は、被検体１００に照射する照射光１０１を発する光源１０２（励起光源）を備える。照射光１０１は光プローブ１０３を通して被検体１００に導かれ、開口部１０４（本実施形態ではプローブ開口部）において近接場光１０５となる。また、被検体１００中の光吸収体が近接場光１０５のエネルギーの一部を吸収して発生した光音響波１０６を検出し電気信号に変換する探触子１０７を備える。さらに、被検体１００を走査する走査機構１０８と光プローブ１０３をＺ方向に移動する移動機構１０９を備える。近接場光が出射されることから、開口部は、本発明の出射部に相当する。
【００２２】
また、電気信号を解析して、光学特性値分布情報などの、ユーザに画像を表示するための元データである画像データを生成する信号処理部１１０を備える。また、画像表示部１１１は、信号処理部による処理結果を表示する装置である。
【００２３】
光プローブ１０３は照射光１０１を被検体１００に導くことができればよく、光ファイバーを用いることができる。その際、開口部１０４の直径は、照射光１０１の波長よりも小さい。光プローブ１０３として光ファイバーを用いる場合、光ファイバーを化学エッチングにより先鋭化した後に、開口近傍に金属コートを施すことで、微小開口を作製し、開口部１０４とすることができる。
【００２４】
開口部１０４の直径と前記したが、開口部１０４は円形以外の形を用いることも可能である。例えば開口部１０４が正方形などの四角形の場合は、一辺の長さが照射光１０１の波長よりも小さくなるようにする。
【００２５】
以降、詳細に本実施形態における生体情報イメージング装置の構成例を説明する。
【００２６】
照射光１０１は、被検体１００を構成する成分のうち特定の成分に吸収される特性の波長の光を用いる。照射光１０１はパルス光を用いることが出来る。パルス光として好ましいものは、数ナノ秒ものであり、波長は４００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下の範囲のものである。
【００２７】
照射光１０１を発生する光源１０２としてはレーザーが好ましいが、レーザーの代わりに発光ダイオードなどを用いることも可能である。レーザーとしては、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レーザーを使用することができる。発振する波長の変換可能な色素やＯＰＯ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）もしくはチタンサファイヤレーザーを用いれば、光学特性値分布の波長による違いを測定することも可能になる。
【００２８】
光プローブ１０３は移動機構１０９によって被検体１００に近接させる。被検体１００の表面が近接場光１０５の領域に入るように、位置合わせを行う必要があるため、移動機構１０９は光プローブ１０３を微動できることが好ましい。例えばピエゾ素子をもちいたアクチュエータを用いることができる。
【００２９】
探触子１０７は、被検体１００中の光吸収体が近接場光１０５のエネルギーの一部を吸収して発生した光音響波１０６を検出し、電気信号に変換する。
探触子としては、圧電現象を用いたトランスデューサー、光の共振を用いたトランスデューサー、容量の変化を用いたトランスデューサーなど音響波信号を検知できるものであれば、どのような音波検出器を用いてもよい。
【００３０】
探触子１０７は光音響波１０６の持つ周波数成分を受信するために、広帯域であることが好ましい。また、微小な光吸収体からの光音響波１０６を受信するために中心周波数が５０ＭＨｚ以上のものが好ましい。
【００３１】
探触子１０７は音を集束するように設計されたフォーカス型探触子であることが好ましい。フォーカス型探触子として、音を集束するための音響レンズが備わっている探触子を用いることができる。しかし、音が集束できるものであれば良く、例えば受信面が凹面型に形成された探触子を用いることもできる。
【００３２】
探触子１０７と被検体１００との間には音響波の反射を抑えるための音響結合媒体を使うことが望ましい。図１では水１１２を満たした水槽中に探触子１０７を配置し、被検体の底面を水１１２につけることで、音響波の反射を抑えている。また、探触子１０７と被検体１００との間にインピーダンスマッチングジェルなどを用いることも可能である。
なお、探触子１０７から得られた電気信号が小さい場合は増幅器を用いて、信号強度を増幅することが好ましい。
【００３３】
探触子１０７は、被検体１００をＸＹ方向に走査しながら、被検体１００から発生する光音響波１０６を検出し電気信号に変換する。これにより、被検体１００から発生する光音響波１０６の２次元分布を得る。しかし、複数の個所で光音響波１０６を検知できれば同じ効果が得られるため、光プローブ１０３と探触子１０７を被検体１００表面に沿って同一方向に同期しつつ走査してもよい。
【００３４】
また、探触子１０７としてアレイ型探触子を用いれば、走査せずに二次元分布を得ることも可能である。
【００３５】
本実施形態の信号処理部１１０は、探触子１０７より得られた電気信号の二次元分布に基づいて、被検体内の吸収体の位置や大きさ、あるいは光吸収係数あるいは光エネルギー堆積量分布などの光学特性値分布を計算する。
【００３６】
得られた複数位置での電気信号から光学特性値分布を得るための画像処理としては、ヒルベルト変換を用いた包絡線検波を行った後に、音の到達時間の時間軸を音のフォーカス方向の空間軸に変換して、三次元位置データすることが考えられる。
【００３７】
なお、信号処理部１１０は音響波の強さとその時間変化を記憶し、それを演算手段により、光学特性値分布のデータに変換できるものであればどのようなものを用いてもよい。例えば、ＤＡＱ（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）システムと、ＤＡＱシステムにより記憶したデータを解析できるコンピューターなどが使用できる。
【００３８】
なお、複数の波長の光を用いた場合は、それぞれの波長に関して、被検体内の光学係数を算出し、それらの値と生体組織を構成する物質（グルコース、コラーゲン、酸化・還元ヘモグロビンなど）固有の波長依存性とを比較する。これによって、生体を構成する物質の濃度分布を画像化することも可能である。
【００３９】
また、本発明の実施形態では信号処理により得られた画像情報を表示する画像表示部１
１１を備える。
【００４０】
ＳＮＯＭにおいて、図１のように試料に対して近接場と検出器が逆の位置に配置された、いわゆる透過型の構成では、生体組織などの光の散乱性が高く、透過性が低い試料のイメージングが困難である。一方、本実施形態では検出される媒体は超音波であるため生体組織内を透過する。よって、開口部と検出器が逆側であっても被検体内の情報を取得できる。
【００４１】
さらに、ＳＮＯＭは入射も検出も光であるため、蛍光体等を用いて波長を変換する等の工夫をしなければ、見たい領域の情報のみを抽出することが困難である。一方、本実施形態では光を光音響波に変換することで、光吸収体からの情報のみを得ることが可能となる。これらにより、ＳＮＯＭでは困難であった光吸収分布のイメージングが可能になる。
【００４２】
このような実施形態に示されたイメージング装置を用いることで、光音響イメージングの分解能を光の回折限界以上に向上させることができ、光の波長以下の分解能で、光吸収分布や光吸収体の構造をイメージングすることが可能となる。
【００４３】
＜実施形態２＞
図２に本実施形態における生体情報イメージング装置の構成例を説明する図を示す。本実施形態の生体情報イメージング装置は、生体組織の光学特性値分布及び、それらの情報から得られる生体組織を構成する物質の濃度分布の画像化を可能とするものである。
【００４４】
本実施形態の光音響イメージング装置は、被検体２００に照射する照射光２０１を発する第１の光源２０２（励起光源）を備える。また、ファブリーペローセンサー（ファブリーペロー共振器）２０３と、ファブリーペローセンサー２０３に入射する測定光２０４を発する第２の光源２０５（測定光源）を備える。測定光２０４の波長は、照射光２０１の波長とは異なるものを用いる。ファブリーペローセンサー２０３において測定光２０４が反射した反射光２０６は、フォトダイオード２０７に導かれる。
【００４５】
ファブリーペローセンサー２０３の底面には照射光２０１を遮光する遮光層２０８を備える。また、遮光層２０８上において、開口部２０９には遮光部材は備えられていない。開口部２０９のサイズは照射光２０１の波長より小さい。照射光２０１は開口部２０９において近接場光２１０となる。
【００４６】
被検体２００中の光吸収体が近接場光２１０のエネルギーの一部を吸収して発生した光音響波２１１が、ファブリーペローセンサー２０３に入射すると、反射光２０６の光量が変化する。フォトダイオード２０７は、反射光２０６の光量を電気信号に変換する。
さらに、被検体２００をＸＹ方向に走査する走査機構２１２を備える。
【００４７】
また、電気信号を解析して、光学特性値分布情報などの、ユーザに画像を表示するための元データである画像データを生成する信号処理部２１３を備える。また、画像表示部２１４は、信号処理部による処理結果を表示する装置である。
【００４８】
図３は本実施形態における、ファブリーペローセンサー２０３の断面構造を説明する図である。
【００４９】
第１のミラー３０１と第２のミラー３０２は、ファブリーペローセンサーとして機能するために測定光２０４を反射するものを用いる。好ましくは、探触子の感度を上げるため、測定光２０４の波長域に対する反射率が９０％以上のものを用いる。一方で、第１のミラー３０１と第２のミラー３０２は、照射光２０１がファブリーペローセンサーを透過し
て開口部２０９において近接場光２１０となるために、照射光２０１を透過するものを用いる。好ましくは、効率的に被検体２００に近接場光２１０を照射するために、照射光２０１の波長域に対する透過率が９０％以上のものを用いる。
このような第１のミラー３００と第２のミラー３０１の材料としては誘電多層膜を用いることができる。
【００５０】
第１のミラー３００上に、遮光層３０３を備える。遮光層３０３として、照射光２０１を遮光するものを用いる。遮光層３０３としては、照射光２０１を反射する反射層や照射光２０１を吸収する吸収層などを用いることができる。好ましくは、照射光２０１の波長域に対する反射率が９０％以上のものを用いる。このような反射層としての遮光層３０３として、例えば金膜やアルミ膜を使用することが可能である。金膜は第１のミラー３００上に蒸着することで製膜することができる。
また、遮光層３０３に照射光の波長域に対する吸収率が９０％以上であるものを用いることもできる。このような吸収層として機能する遮光層３０３としては、例えばカーボンフィルムなどを使用することが可能である。なお、遮光層３０３において音響波が発生することを抑制するために、遮光層３０３としては吸収層よりも反射層と機能するものが好ましい。
【００５１】
また、遮光層３０３上において、開口部３０４には遮光部材は備えられていない。開口部３０４の直径は照射光２０１の波長より小さい。開口部３０４の作製手法として、例えばフォトリソグラフィーを用いることが可能である。ところで、開口部３０４に何も部材を設けない場合、第１のミラー３００のうち開口部３０４と接する領域における音響波の受信特性は、その他の領域における音響波の受信特性と異なる場合がある。そこで、第１のミラー３００の各領域における音響波の受信特性の差を小さくするために膜特性を補償することが好ましい。具体的には、開口部３０４に補償部材を設けることができる。なお、音響波の受信特性の差を小さくするために、補償部材の音響インピーダンスは遮光層３０３の音響インピーダンスに近いことが好ましい。なお、補償部材の音響インピーダンスは遮光層３０４の音響インピーダンスの±１０％以内とすることが好ましい。また、補償部材は照射光２０１を透過させる部材であることがより好ましい。なお、補償部材は照射光２０１の波長域に対する透過率が９０％以上のものであることが好ましい。例えば補償部材の材料としては、ガラスなどを使用することができる。
【００５２】
開口部１０４の直径と前記したが、開口部３０４は円形以外の形を用いることも可能である。例えば開口部３０４が正方形などの四角形の場合は、一辺の長さが照射光２０１の波長よりも小さくなるようにする。
【００５３】
第１のミラー３００と第２のミラー３０１の間にはスペーサー膜３０２が存在する。スペーサー膜３０２は光音響波２１１がファブリーペローセンサー２０３に入射した際のひずみが大きいものが好ましく、例えば有機高分子膜が用いられる。有機高分子膜としてはパリレン、ＳＵ８、またはポリエチレンなどを用いることが出来る。音波を受信したときに膜が変形すれば採用可能であるので、無機膜であっても構わない。
【００５４】
第２のミラー３０１が成膜される基板３０５はガラスやアクリルを用いることができる。その際、基板３０５内での光の干渉による影響を減らすために、基板３０５は楔形であることが好ましい。
さらに、基板３０５表面における光の反射を避けるために、ＡＲコート処理３０６を施すことが好ましい。ＡＲコート処理は照射光２０１と測定光２０４の反射率が２％以下になることが好ましい。
【００５５】
以降、詳細に本実施形態における生体情報イメージング装置の構成例を説明する。
照射光や画像表示装置については実施形態１と同様のものを使用することができるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００５６】
ファブリーペローセンサー２０３と被検体２００は移動機構２１６によって近接させる。被検体２００の表面が近接場２１０の領域に入るように、Ｚ方向に位置合わせを行う必要があるため、移動機構２１６は被検体２００を微動できることが好ましい。例えばピエゾ素子をもちいたアクチュエータを用いることができる。また、本実施形態では移動機構２１６によって、被検体２００を移動させたが、ファブリーペローセンサー２０３を移動させることによりＺ方向に位置合わせを行ってもよい。
【００５７】
フォトダイオード２０７は、被検体２００中の光吸収体が近接場光２１０のエネルギーの一部を吸収して発生した光音響波２１１による、ファブリーペローセンサー２０３の反射光２０６の光量変化を検出して電気信号に変換する。
【００５８】
ファブリーペローセンサー２０３は、温度やスペーサー層の厚みによって、感度が最大となるような測定光２０４の最適波長が変化する。測定光２０４を発する第２の光源２０５は、測定光２０４が最適波長になるように波長を変化できることが好ましい。
また、感度を向上させるために、測定光２０４はスペクトル線幅の狭いものを使用することが好ましい。このような光源２０５として、ＤＢＲレーザー、ＤＦＢレーザー、ＶＣＳＥＬレーザー、Ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｃａｖｉｔｙ  レーザーなどが使用できる。
【００５９】
また、測定光２０４や反射光２０６を、被検体２００やフォトダイオード２０７に導くために、ミラー２１７やハーフミラー２１５を用いる。ハーフミラー２１５の代わりに、波長板と偏光ミラーを用いることも可能である。また、これらの光学部品の代わりにファイバーカプラ等を用いることもできる。
【００６０】
被検体２００とファブリーペローセンサー２０３との間には音響波の反射を抑えるための音響結合媒体を使うことが望ましい。例えばインピーダンスマッチングジェルを用いることが可能である。
【００６１】
なお、フォトダイオード２０７から得られた電気信号が小さい場合は増幅器を用いて、信号強度を増幅することが好ましい。
フォトダイオード２０７は、走査機構２１２により被検体２００をＸＹ方向に走査しながら、被検体２００から発生する光音響波２１１による反射光２０６の光量変化を検出し、電気信号に変換する。これにより、被検体２００から発生する光音響波２１１の２次元分布を得る。
【００６２】
しかし、複数の個所で光音響波２１１を検知できれば同じ効果が得られるため、被検体２００を固定して、ファブリーペローセンサー２０３と照射光２０１と測定光２０４とを被検体２００表面に沿って同一方向に同期しつつ走査してもよい。この際、照射光２０１と測定光２０４を走査する手段として、ガルバノスキャナーを用いることができる。
【００６３】
また、遮光層２０８上に開口部２０９を複数設け、照射光２０１と測定光２０４とをガルバノスキャナー等を用いて走査することもできる。この方法により、ファブリーペローセンサー２０３や被検体２００を走査することなく、被検体２００から発生する光音響波２１１の２次元分布を得ことができる。
【００６４】
このような例を図４に示す。図４はファブリーペローセンサー２０３を遮光層２０８側から見た図である。２次元状に等間隔に開口部４０４が設けられている。点線は等間隔に多数開口部が存在することを示している。この場合、照射光２０１と測定光２０４とを走
査し、開口部４０４ごとに反射光２０６の光量変化を検出することで、被検体２００から発生する光音響波２１１の２次元分布を得ることが可能となる。
【００６５】
また、照射光２０１を２次元状に配置された開口部４０４の範囲を網羅するように広げて照射し、測定光２０４を走査することで、光音響波２１１の２次元分布を得ることも可能となる。
【００６６】
さらに、照射光２０１と測定光２０４とを、２次元状に配置された開口部４０４の範囲を網羅するように広げて照射し、フォトダイオード２０７の代わりにＣＣＤ等の二次元光センサを用いて反射光２０６の光量変化を検出することも好ましい。これにより、照射光２０１と測定光２０４とを走査せずに光音響波２１１の２次元分布を得ることも可能となる。
【００６７】
本実施形態の信号処理部２１３は、フォトダイオード２０７より得られた電気信号の二次元分布に基づいて、被検体内の吸収体の位置や大きさ、あるいは光吸収係数あるいは光エネルギー堆積量分布などの光学特性値分布を計算する。
【００６８】
得られた複数位置での電気信号から光学特性値分布を得るための画像処理としては、ヒルベルト変換を用いた包絡線検波を行った後に、音の到達時間の時間軸を音のフォーカス方向の空間軸に変換して、三次元位置データすることが考えられる。
【００６９】
なお、信号処理部２１３は音響波の強さとその時間変化を記憶し、それを演算手段により、光学特性値分布のデータに変換できるものであればどのようなものを用いてもよい。例えば、ＤＡＱ（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）システムと、ＤＡＱシステムにより記憶したデータを解析できるコンピューターなどが使用できる。
【００７０】
なお、照射光２０１として複数の波長の光を用いた場合は、それぞれの波長に関して、被検体内の光学係数を算出し、それらの値と生体組織を構成する物質（グルコース、コラーゲン、酸化・還元ヘモグロビンなど）固有の波長依存性とを比較する。これによって、生体を構成する物質の濃度分布を画像化することも可能である。
【００７１】
また、本発明の実施形態では信号処理により得られた画像情報を表示する画像表示部２１４を備える。
【００７２】
本実施形態のようにファブリーペローセンサーを用いることにより、実施形態１と比較して、いくつか利点がある。
【００７３】
一点目は、本実施形態のようにミラーや遮光層の光学特性を工夫することにより、探触子と近接場が被検体に対して同一側に配置される、いわゆる反射型の構成をとることができる点である。実施形態１のように透過型の構成を取る場合は、被検体が厚みをもつと、光音響波の発生源と探触子の距離が遠くなる。これにより、被検体表面の近接場領域から発生する光音響波が、音波の伝搬中に音の広がりや吸収の効果により減衰してしまい検出できなくなる。一方、反射型の構成に於いては被検体の厚みにかかわらず、被検体表面の近接場領域から発生する光音響波を検出することができる。
【００７４】
また、探触子の直下に近接場を形成することが可能である。これにより、探触子の直下で生じる光音響波を検出することになるので、光音響波の発生源と探触子の受信面の距離が短くなり、光音響波の減衰を最小限に抑えることが可能となり、ＳＮ比が向上する。
【００７５】
二点目は、近接場を発生させる開口部と探触子を、単一デバイスにすることが可能な点
である。プロセスにより作製でき、近接場光音響プローブを小型化することができる。
【００７６】
三点目はファブリーペローセンサーが広帯域である点である。これにより、微小な光吸収体からの光音響波を受信することが可能になる。このような実施形態に示されたイメージング装置を用いることで、光音響イメージングの分解能を光の回折限界以上に向上させることができ、光の波長以下の分解能で、光吸収分布や光吸収体の構造をイメージングすることが可能となる。
【００７７】
以上、本明細書中では生体を被検体とした生体情報イメージング装置に関する構成例を中心に述べた。これによると、腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などのため、生体内の光学特性値分布及び、それらの情報から得られる生体組織を構成する物質の濃度分布の画像化が可能となり、医療用画像診断機器として利用可能である。
【００７８】
さらに被検体として非生体物質を対象とした非破壊検査などに応用することは当業者にとって容易に実現することができる。
以上より、本発明は広く検査装置として用いることが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１０２：光源，１０４：開口部，１０７：探触子，１１０：信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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