(57)【要約】【課題】導光部材及び光吸収体からなる光音響波発生部の不良を検出可能とした光音響計測装置を提供する。【解決手段】光を出射する光源（３５）と、基端から入射された光を先端に導光する導光部材（１６）と、少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物（１５）であって、導光部材（１６）の少なくとも先端と、先端に接続され、導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体（１７）とを内包する挿入物（１５）と、被検体内に挿入された挿入物（１５）の先端部から発せられる光音響波を検出する光音響波検出部（１１）と、挿入物（１５）の先端部からの漏れ光を検出する光検出部（５２）と、漏れ光の光量に基づいて導光部材（１６）及び光吸収体（１５）からなる光音響波発生部（１８）の異常を判定する判定部（５４）とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源に接続され、基端から入射された前記光を先端に導光する長尺な導光部材と、
少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、前記導光部材の少なくとも前記先端と、該先端に接続され、前記導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物と、
前記被検体内に挿入された前記挿入物の前記先端部から発せられる光音響波を計測する光音響波検出部と、
前記挿入物の前記先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、
該光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記導光部材及び前記光吸収体からなる光音響波発生部の異常を判定する判定部とを備えた光音響計測装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記光検出部で検出された前記漏れ光の光量が予め定められた基準値よりも大きい場合に前記光音響波発生部が異常であると判定する請求項１に記載の光音響計測装置。
【請求項３】
前記光検出部は、前記光源から出射される光の波長域のみを透過する光学フィルタを光入射面に備えている請求項１又は２に記載の光音響計測装置。
【請求項４】
前記光検出部は、前記光源の駆動を示すトリガ信号に基づいて、前記漏れ光の検出を開始する請求項１から３いずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項５】
前記光源の駆動を示す光源駆動通知を行う光源駆動通知部をさらに備えた請求項１から４いずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項６】
前記光源駆動通知部は、前記光源の駆動を指示するトリガ信号に基づいて、前記光源駆動通知を行う請求項５に記載の光音響計測装置。
【請求項７】
前記光源駆動通知部は、異常通知部を兼ねており、前記判定部により前記光音響波発生部が異常であると判定された場合に、前記光源駆動通知と識別可能に異常通知を行う請求項５又は６に記載の光音響計測装置。
【請求項８】
前記光源の駆動開始と駆動停止を指示する光源駆動スイッチを備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項９】
前記導光部材が接続され、該導光部材が前記光源と光学的に結合される光結合部と、
前記導光部材と前記光結合部との接続を検知する接続検知部をさらに備えた請求項１から６のいずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項１０】
前記接続検知部により前記導光部材と前記光結合部との接続が検知されている場合にのみ、前記光源が駆動可能となる請求項９記載の光音響計測装置。
【請求項１１】
前記接続検知部により前記導光部材と前記光結合部との接続が検知された場合に、前記導光部材と前記光結合部との接続を通知する接続通知部をさらに備えた請求項９又は１０に記載の光音響計測装置。
【請求項１２】
前記接続通知部は、異常通知部を兼ねており、前記判定部により前記光音響波発生部が異常であると判定された場合に、前記導光部材と前記光結合部との接続の通知と識別可能に異常通知を行う請求項１１に記載の光音響計測装置。
【請求項１３】
前記判定部により前記光音響波発生部が異常であると判定された場合に異常通知を行う異常通知部をさらに備えた請求項１から６のいずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項１４】
前記光検出部により光検出を行う異常検出モードのオンオフを切り替えるモード切替スイッチをさらに備える請求項１から１３のいずれか１項記載の光音響計測装置。
【請求項１５】
前記光検出部により光検出を行う異常検出モードを有し、該異常検出モードがオンの場合に、前記光音響波検出部による光音響波の検出が実行されていない期間の前記光検出部の感度が、前記光音響波検出部による光音響波の検出が実行されている期間の前記光検出部の感度よりも大きく設定される請求項１から１３のいずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項１６】
前記光検出部により光検出を行う異常検出モードを有し、該異常検出モードがオンの場合に、前記光音響波検出部による光音響波の検出が実行されていない期間には、発光数、パルス幅及び電流から選択される少なくとも１つの光源駆動条件の値が、前記光音響波検出部による光音響波の検出が実行されている期間における前記少なくとも１つの光源駆動条件の値よりも小さく設定される請求項１から１３のいずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項１７】
前記光検出部は、前記接続検知部による前記導光部材と前記光結合部との接続の検知に基づいて、前記導光部材と前記光結合部との接続の開始から一定期間光検出を行い、
前記判定部は、前記一定期間に前記光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記光音響波発生部の異常を判定する請求項９から１１のいずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項１８】
前記判定部により前記光音響波発生部が異常でないと判定された場合に、前記光検出部が光検出を停止し、前記光音響波検出部による光音響波の検出を開始する請求項１７に記載の光音響計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内で発生した光音響波を計測する光音響計測装置に関し、特には、被検体内に挿入される挿入物の先端から発せられる光音響波を計測することにより、挿入物の先端位置を確認可能とした光音響計測装置に関するものである。
【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、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。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と、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、光音響波に基づく生体内の可視化する技術が光音響イメージングである。【０００３】
また、従来、生体である被検体に各種穿刺針を穿刺して、手術や試料採取、さらには薬液注入等の処置がなされている。【０００４】
穿刺針を使って各種処置を行う際には、被検体の安全のために、穿刺針の先端位置を確認可能としておくことが望まれる。特許文献１には、上述した光音響イメージングを適用して穿刺針などの挿入物の先端位置を確認可能とした技術が開示されている。特許文献１には、穿刺針等の挿入物内に、その挿入物の先端近傍まで達する光ファイバ等の導光部材を配設し、挿入物の先端に導光部材の先端を覆う光吸収体を配置し、導光部材を伝搬させた光を導光部材先端から光吸収体に入射させるようにした構成が開示されている。導光部材先端から光を光吸収体に入射させて光吸収体から光音響波を発生させ、その光音響波を検出して光吸収体の光音響画像を表示させることにより、導光部材の先端、つまりは挿入物の先端が確認可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−３７５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１の構成において、光ファイバ等の導光部材が破損した場合、あるいは導光部材と光吸収体との接続が外れた場合には、挿入物の先端から光音響波を発生させるための光が外部に漏れ出ることとなる。挿入物から漏れ光による術者や被検者への無用な曝露は、好ましくない。また、導光部材と光吸収体との接続のズレや光吸収体の一部欠落などが生じると、光音響波の発生位置にずれが生じたり、光音響波の信号強度が低下したりするために、被検体内における挿入物の先端位置を正確に検出することができなくなる恐れがある。【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、導光部材及び光吸収体からなる光音響波発生部の不良を検出可能とした光音響計測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】
【０００８】
本発明の光音響計測装置は、光を出射する光源と、光源に接続され、基端から入射された光を先端に導光する長尺な導光部材と、少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、導光部材の少なくとも先端と、先端に接続され、導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物と、被検体内に挿入された挿入物の先端部から発せられる光音響波を検出する光音響波検出部と、挿入物の先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、光検出部で検出された漏れ光の光量に基づいて導光部材及び光吸収体からなる光音響波発生部の異常を判定する判定部とを備える。【０００９】
本発明の光音響計測装置においては、判定部は、光検出部で検出された漏れ光の光量が予め定められた基準値よりも大きい場合に光音響波発生部が異常であると判定するよう構成されていてもよい。【００１０】
本発明の光音響計測装置においては、光検出部は、光源から出射される光の波長域のみを透過する光学フィルタを光入射面に備えることが好ましい。【００１１】
本発明の光音響計測装置においては、光検出部は、光源の駆動を示すトリガ信号に基づいて、漏れ光の検出を開始するよう構成されていてもよい。【００１２】
本発明の光音響計測装置においては、光源の駆動を示す光源駆動通知を行う光源駆動通知部をさらに備えることが好ましい。【００１３】
本発明の光音響計測装置が光源駆動通知部を備える場合には、光源駆動通知部は、光源の駆動を指示するトリガ信号に基づいて、光源駆動通知を行うよう構成されていてもよい。【００１４】
本発明の光音響計測装置が光源駆動通知部を備える場合には、光源駆動通知部は、異常通知部を兼ねており、判定部により光音響波発生部が異常であると判定された場合に、光源駆動通知と識別可能に異常通知を行うよう構成されていてもよい。【００１５】
本発明の光音響計測装置においては、光源の駆動開始と駆動停止を指示する光源駆動スイッチを備えてもよい。【００１６】
本発明の光音響計測装置においては、導光部材が接続され、導光部材が光源と光学的に結合される光結合部と、導光部材と光結合部との接続を検知する接続検知部をさらに備えることが好ましい。【００１７】
本発明の光音響計測装置が接続検知部を備える場合には、接続検知部により導光部材と光結合部との接続が検知されている場合にのみ、光源が駆動可能となることが好ましい。【００１８】
本発明の光音響計測装置が接続検知部を備える場合には、接続検知部により導光部材と光結合部との接続が検知された場合に、導光部材と光結合部との接続を通知する接続通知部をさらに備えることが好ましい。【００１９】
上記場合に、接続通知部は、異常通知部を兼ねており、判定部により光音響波発生部が異常であると判定された場合に、導光部材と光結合部との接続の通知と識別可能に異常通知を行うよう構成されていてもよい。【００２０】
本発明の光音響計測装置においては、判定部により光音響波発生部が異常であると判定された場合に異常通知を行う異常通知部をさらに備えることが好ましい。【００２１】
本発明の光音響計測装置においては、光検出部により光検出を行う異常検出モードのオンオフを切り替えるモード切替スイッチをさらに備えることが好ましい。【００２２】
本発明の光音響計測装置においては、光検出部により光検出を行う異常検出モードを有し、異常検出モードがオンの場合に、光音響波検出部による光音響波の検出が実行されていない期間の前記光検出部の感度が、光音響波検出部による光音響波の検出が実行されている期間の光検出部の感度よりも大きく設定されるよう構成されていてもよい。【００２３】
本発明の光音響計測装置においては、光検出部により光検出を行う異常検出モードを有し、異常検出モードがオンの場合に、光音響波検出部による光音響波の検出が実行されていない期間には、発光数、パルス幅及び電流から選択される少なくとも１つの光源駆動条件の値が、光音響波検出部による光音響波の検出が実行されている期間における少なくとも１つの光源駆動条件の値よりも小さく設定されるよう構成されていてもよい。【００２４】
本発明の光音響計測装置が接続検知部を備える場合に、光検出部は、接続検知部による導光部材と光結合部との接続の検知に基づいて、導光部材と光結合部との接続の開始から一定期間光検出を行い、判定部は、一定期間に光検出部で検出された漏れ光の光量に基づいて光音響波発生部の異常を判定するよう構成されていてもよい。【００２５】
上記場合において、判定部により光音響波発生部の異常が検知されなかった場合には、光検出部が光検出を停止し、光音響波検出部による光音響波の検出を開始するよう構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の光音響画像生成装置は、光を出射する光源と、光源に接続され、基端から入射された光を先端に導光する長尺な導光部材と、少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、導光部材の少なくとも先端と、先端に接続され、導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物と、被検体内に挿入された挿入物の先端部から発せられる光音響波を検出する光音響波検出部と、挿入物の先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、光検出部で検出された漏れ光の光量に基づいて導光部材及び光吸収体からなる光音響波発生部の異常を判定する判定部とを備えているので、導光部材及び光吸収体からなる光音響波発生部の不良を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光音響計測装置を示すブロック図。
【図２】穿刺針を示す断面図。
【図３】レーザユニットを含む光音響計測装置の外観を示す図。
【図４】第１実施形態に係る光音響計測装置による光音響検出処理のフローチャート。
【図５】第１実施形態に係る光音響計測装置による異常検出処理のフローチャート。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光音響画像生成装置を示すブロック図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光検出部の配置形態の例を示す図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る光音響画像生成装置を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。また、各図において対応する要素には同じ番号を付して詳細な説明を省略する。
【００２９】
図１は、本実施形態の光音響計測装置１０の構成を示すブロック図である。本光音響計測装置１０は、一例として、光音響信号に基づいて光音響画像を生成する機能を有するものであり、図１に示すように、超音波プローブ１１（超音波探触子）、超音波ユニット１２、レーザユニット１３、画像表示部１４及び挿入物の一例である穿刺針１５を備えている。穿刺針１５の先端近傍には光音響波を発生する光吸収体１７が配置されており、光吸収体１７に光を導光する光ファイバなどの長尺な導光部材１６は基端がレーザユニット１３と接続される。
【００３０】
本光音響計測装置１０は、被検体に挿入された穿刺針１５の先端１５ｂ（図２を参照。）から発せられる光音響波をプローブ１１により検出して光音響画像として画像化することにより穿刺針１５の先端位置を検出可能に構成されている。導光部材１６により導光された光が光吸収体１７に照射され、この光吸収体１７が光を吸収して光音響波を発生する。この光音響波を発生させる光としては、レーザ光を用いることが一般的である。光音響波発生部の不良の原因としては、導光部材１６の破損、導光部材１６と光吸収体１７との接続のズレ、又は、光吸収体１７の一部欠落又はハズレなどが、挙げられる。これらの異常が生じているときには、レーザ光を光音響波発生部１８に入力すると、レーザ光が外部に漏れ、術者などのユーザ及び被検体が不要なレーザ光に曝されることとなり好ましくない。
【００３１】
本光音響計測装置１０においては、本光音響計測装置１０は、導光部材１６と光吸収体１７とからなる光音響波発生部１８の異常を検出するための異常検出手段５１、及び異常検出手段５１による後述の異常検出モードをオンオフするモード切替スイッチ５８を備えており、異常が生じた光音響波発生部１８が配設された穿刺針１５が使用されるのを防止可能に構成されている。
【００３２】
レーザユニット１３は、赤外光、特には近赤外域のレーザ光を出射する光源３５を備えている。光源３５は、光音響波を発生させるための光源である。以下、本光音響計測装置１０の各要素について説明する。
【００３３】
既述の通り、穿刺針１５は少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物の一例である。図２は穿刺針１５の断面を示す図である。穿刺針１５は、例えば、ステンレス等の金属あるいは合成樹脂から形成された中空管状の針管からなる。穿刺針１５は、全長に亘って管軸方向に延びる中空部１５ａを有している。また、穿刺針１５は管軸に対して斜めにカットされた先端１５ｂを有している。穿刺針１５は、先端１５ｂから被検体に穿刺される。
【００３４】
中空部１５ａ内には、光音響波を発生させる光が基端から入力されて先端１６ａに導光する長尺な導光部材１６の先端１６ａが穿刺針先端１５ｂの近傍に位置するように配置されている。なお、本明細書においては、導光部材１６の光が入力される一端を基端、光を出射する他端を先端と称している。この穿刺針先端１５ｂの近傍には、この導光部材１６の先端１６ａに接続された光吸収体１７が配置されている。ここで、穿刺針先端１５ｂの近傍とは、その位置に光吸収体１７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。例えば、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。
【００３５】
光吸収体１７は、光（ここでは、特に赤外光）を吸収する材料、例えば黒色顔料が混合されたエポキシ樹脂、フッ素樹脂、又はポリウレタン樹脂等の合成樹脂からなり、溶融状態で導光部材１６の先端１６ａを覆うように穿刺針１５の内壁に供給された後、固化したものである。このようにして、本例では、導光部材１６の先端近傍部分はこの光吸収体１７によって穿刺針１５の内壁に固定されている。なお、導光部材１６のその他の部分は、別の接着剤等によって適宜、穿刺針の内壁に固定されていてもよい。
【００３６】
導光部材１６は、例えば、光ファイバにより構成され、その基端から先端まで連続した１本の光ファイバで構成されていてもよいし、複数の光ファイバが光コネクタなどで直列に接続されて構成されていてもよい。
【００３７】
導光部材１６の基端がレーザユニット１３の光源３５と光学的に接続されているとき、光源３５から出射されるレーザ光が導光部材１６の基端から入力され、そのレーザ光が導光部材１６の先端１６ａから出射されて光吸収体１７に照射される。光吸収体１７は照射された赤外光を吸収して光音響波を生じる。導光部材１６は、穿刺針１５に内包されていない部分は保護チューブなどの可撓性の保護部材１９（図３を参照。）に内包されている。なお、保護部材１９は可視光に対して透明であることが好ましく、このようにすることで、肉眼で導光部材１６の破損の有無を確認しやすくなる。
【００３８】
超音波プローブ１１は、被検体内に挿入された挿入物（ここでは、穿刺針１５）の先端部から発せられる光音響波を検出する光音響波検出部である。プローブ１１は、例えば一次元的に配列された複数の超音波振動子を有している。また、プローブ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。これにより、光音響画像データのみならず、超音波画像データを取得することができる。
【００３９】
超音波ユニット１２は、レーザトリガ送信部２２と、超音波送信部２３、信号受信部２４、光音響画像生成部２５、超音波画像生成部２６及びこれらを制御する制御部２８を備えている。
【００４０】
レーザトリガ送信部２２は、制御部２８からの指示を受けてレーザユニット１３にレーザトリガを送信する。
【００４１】
超音波送信部２３は、制御部２８からの超音波送信トリガ信号を受信して、プローブ１１から超音波を送信させる。
【００４２】
信号受信部２４は、プローブ１１で検出された光音響波の検出信号、及び反射超音波の検出信号を受信する。信号受信部２４は、制御部２８からのサンプリングトリガ信号及びサンプリングクロック信号に基づいて、光音響波あるいは反射超音波のサンプリングを開始し、所定のサンプリング周期で光音響波あるいは反射超音波の検出信号をサンプリングする。
【００４３】
光音響画像生成部２５は、プローブ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。光音響画像の生成には、例えば、位相整合加算などの画像再構成や、検波、対数変換などを含む。光音響画像生成部２５は、生成された光音響画像のデータを画像表示部１４に出力する。
【００４４】
超音波画像生成部２６は、プローブ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、位相整合加算などの画像再構成や、検波、対数変換などを含む。超音波画像生成部２６は、生成された超音波画像のデータを画像表示部１４に出力する。
【００４５】
制御部２８は、超音波ユニット１２内の各部を制御するものである。制御部２８は、光音響画像を取得する場合は、レーザトリガ送信部２２を介してレーザユニット１３にレーザトリガ信号を送り、光源３５から赤外光を出射させる。そして、レーザ光の照射に合わせて、信号受信部２４にサンプリングトリガ信号を送り、光音響波のサンプリングを開始させる。
【００４６】
また、制御部２８は、超音波画像を取得する場合は、超音波送信部２３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り、超音波送信部２３にプローブ１１による超音波を送信させる。そして、超音波送信のタイミングに合わせて信号受信部２４にサンプリングトリガ信号を送り、反射超音波のサンプリングを開始させる。
【００４７】
画像表示部１４は、超音波ユニット１２から入力されたデータに基づいて光音響画像及び超音波画像を別々に、あるいは合成された合成画像として表示する。
【００４８】
レーザユニット１３は、光源３５を含む光源駆動手段３１として、トリガ入力部３２、光源駆動回路３３、光結合部３６及び接続検知部３７を有する。また、レーザユニット１３は、異常検出手段５１として、光源３５から出力された光を検出する光検出部５２、判定部５４及び異常通知部５６を有する。さらに、レーザユニット１３は、導光部材１６と光結合部３６との接続をユーザに通知する接続通知部３８と、後述の異常検出モードのオンオフを切り替えるモード切替スイッチ５８とを有する。なお、光検出部５２は光入射面に、光源３５から出力される光の波長域を透過する光学フィルタ５２ａを備えている。
【００４９】
まず、光源３５を含む光源駆動手段３１について説明する。
【００５０】
光源３５は、例えばアレキサンドライトレーザ又はＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ等のフラッシュランプ励起Ｑスイッチ固体レーザであり、被検体に照射する測定光として赤外域（７００ｎｍ超）の波長を有するレーザ光を発する。光源３５は、超音波ユニット１２の制御部２８からのトリガ信号を受けてレーザ光を出力するように構成されている。
【００５１】
なお光源３５は、アレキサンドライトレーザの他、同様に近赤外波長域のレーザ光を出力可能なＹＡＧ−ＳＨＧ（Yttrium Aluminum Garnet-Second harmonic generation：イットリウム・アルミニウム・ガーネット−第二次高調波発生）−ＯＰＯ（Optical Parametric Oscillation：光パラメトリック発振）レーザや、Ｔｉ−Ｓａｐｐｈｉｒｅ（チタン−サファイア）レーザ等を用いて構成することもできる。
【００５２】
なお、光源３５は固体レーザ光源である必要はなく、その他のタイプのレーザ光源であってもよい。例えば、光源３５は、レーザダイオード光源（半導体レーザ光源）であってもよい。また、光源３５が、レーザダイオード光源を種光源とする光増幅型レーザ光源であってもよい。
【００５３】
一例として、レーザユニット１３を光増幅型レーザ光源を搭載した構成とする場合には、レーザユニット１３は、種光としてのパルスレーザ光を発する半導体レーザ光源と、励起用レーザ光を発する励起用半導体レーザ光源と、パルスレーザ光及び励起用レーザ光を合波する合波器と、例えばＥｒ（エルビウム）がドープされたコアを有し、上記合波器に接続されたファイバ光増幅器と、このファイバ光増幅器に接続された発振防止のための光アイソレータと、この光アイソレータから出力されたパルスレーザ光を波長が１／２の第２高調波に変換する光波長変換素子とを備えればよい。
【００５４】
トリガ入力部３２は超音波ユニット１２からのレーザトリガ信号を受信し、光源駆動回路３３にトリガ信号を伝達する。光源駆動回路３３は、レーザトリガ信号を受信して光源３５を駆動するものであり、所望のタイミングで光源３５からレーザ光を出射させる。光結合部３６は、光源３５からの光を導光部材１６に入射させるための集光光学系及び光コネクタからなる。そして、接続検知部３７は、導光部材１６が光結合部３６に接続されていることを検知するものである。接続検知部３７は、例えば、導光部材１６と光結合部３６との接続部６１に設けられたマイクロスイッチ等の接点式やフォトインターラプタ等の光センサ式の検出素子により接続を検知する。
【００５５】
なお、光結合部３６に導光部材１６が接続されている場合にのみ、光源駆動手段３１は、光源３５を駆動可能となり、光結合部３６に導光部材１６が接続されていない場合には、光源駆動手段３１は、光源３５の駆動を停止するように構成されていることが好ましい。例えば、本光音響計測装置１０においては、導光部材１６と光結合部３６との接続を接続検知部３７が検知したとき、接続検知部３７から超音波ユニット１２に接続検知信号が送信される。超音波ユニット１２は接続検知信号を受信しない限り、制御部２８によるレーザトリガ信号の送信はしない。すなわち、導光部材１６が光結合部３６と接続されていないときには、制御部２８によりレーザトリガ信号の送信が停止されるように構成されている。光結合部３６に導光部材１６が接続されていない状態では光源３５が駆動されないので、光源３５がレーザ光源であっても、術者が安全に光音響波発生部１８の異常検出処理及び後述の光音響波検出処理をすることができ、好ましい。
【００５６】
接続通知部３８は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子により構成することができ、接続状態のとき発光素子を点灯させ、非接続状態のとき、発光素子を消灯させることにより、術者などのユーザが接続状態を視覚により確認可能とする。接続通知部３８として多色ＬＥＤを用い、光源３５に接続されているときに赤、未接続のときに黄色などで発光するようにしてもよい。
【００５７】
接続通知部３８は、レーザユニット１３のみならず、光音響計測装置１０のどの部分に備えられていてもよいが、レーザユニット１３の導光部材１６を接続させる接続部６１の近傍であることが、確認容易であり好ましい。
【００５８】
次に異常検出手段５１について説明する。
【００５９】
光検出部５２は、光源３５から出射される光を検出可能なフォトダイオード等の光電変換素子で構成されている。光検出部５２は、光源３５から出射される光を検出可能な素子で構成することができ、サーモパイル等の熱電変換素子により構成してもよい。光検出部５２は、接続通知部３８による接続通知に基づいて光検出を開始し、一定期間検出した光量を判定部５４に送出する。接続通知部３８による接続通知から一定期間蓄積動作を行う場合には、一定期間は例えば１０〜３０ｓｅｃとすることができる。光検出部５２は、光源３５の駆動開始又は別途設けられた近接センサによって光検出部５２から所定距離内に物体が検出された場合に、検出を開始してもよい。この場合も、数秒〜数十秒など任意の一定期間検出を行うよう構成すればよい。また、例えば、光の検出から一定期間蓄積動作を開始し、光量を検出してもよい。例えば、光の検出から一定期間蓄積動作を行う場合には、一定期間はレーザのパルス幅に相当する１０〜１００ｎｓｅｃとすることができる。光学フィルタ５２ａは、光源３５以外の光の影響をなくすため、光源３５の発光光波長以外をカットするバンドパスフィルタである。
【００６０】
判定部５４は、光検出部５２から受信した検出光量に基づいて、光音響波発生部１８の異常の有無を判定する。判定部５４は、予め定められた基準値として判定閾値を有し、検出光量を判定閾値と比較することで、光音響波発生部１８の異常の有無を判定する。例えば、検出光量が判定閾値を超える場合に光音響波発生部１８が異常であると判定する。判定閾値により異常の有無を判定することにより、容易に異常の有無を判断することができる。
【００６１】
異常通知部５６は判定部５４による判定結果をユーザに通知する。異常通知部５６は、ＬＥＤ等の発光素子やビープ音発生手段により構成することができる。判定結果が「異常あり（異常）」であるとき、発光素子を連続点灯もしくは点滅点灯させる、あるいはビープ音発生手段によりビープ音を発生させる。判定結果が「異常なし（正常）」であるときは、通知しなくてもよいし、発光素子の点灯方法、ビープ音発生手段によるビープ音を異常の場合と異ならせるなどにより通知してもよい。また、発光素子として多色発光型ＬＥＤを用い、異常時は赤、正常時は緑で点灯させてもよい。なお、画像表示部１４に「異常検出」等の文字やマークを表示させるように構成することもできる。また、異常判定中か否かをユーザが把握できるように、異常判定期間中は、発光素子を点滅点灯させてもよい。
【００６２】
なお、接続通知部３８が上述の異常通知部５６を兼ねるように構成してもよい。この場合には、判定部５４により光音響波発生部１８が異常であると判定された場合に、導光部材１６と光結合部３６との接続の通知と識別可能に異常通知を行うよう構成すればよい。このことにより、部品点数を増加させないで、ユーザに接続の有無及び異常検出の結果を通知することができる。また、接続通知部３８として多色発光型ＬＥＤを用いて、例えば、未接続で黄色、接続で緑、異常通知は赤などそれぞれを異なる色で発光させればよい。
【００６３】
モード切替スイッチ５８は、異常検出モードのオンオフを切り替えるスイッチである。異常検出モードがオンの状態は、光検出部５２が駆動され、異常検出のための一定期間の光検出の開始の指示を待機している状態及び実際に光検出が実行されている状態である。異常検出モードがオフの状態は、光検出部５２を駆動しない状態である。モード切替スイッチ５８を備えた場合には、異常検出モードのオンオフをユーザが制御できるので、光音響波発生部１８の検査を安全に実施することができる。なお、モード切替スイッチ５８はレーザユニット１３、超音波ユニット１２及び超音波プローブ１１のいずれに設けられていてもよく、さらに別のユニットとして設けられてもよい。モード切替スイッチ５８は、ユーザ操作を受け付けて、受け付けた操作に応じて、光検出部５２の検出開始及び検出停止を指示できる任意の構成を採用してもよい。
【００６４】
また、ここでは、モード切替スイッチ５８は、モード通知部を兼ねており、透明部材で覆われた発光素子を備えて構成される。モード切替スイッチ５８は、異常検出モードがオンの場合には点灯し、異常検出モードがオフの場合には消灯する。モード通知部を備えた場合には、ユーザが容易に動作モードを認識することができ、好ましい。なお、モード通知部は、省略しても良く、モード切替スイッチ５８とは別個に設けてもよい。また、モード切替スイッチ５８は、レーザユニット１３、超音波ユニット１２及び超音波プローブ１１のいずれに設けられていてもよく、さらに別のユニットとして設けられてもよい。
【００６５】
図３は、本発明の第１実施形態に係る光音響計測装置１０の具体的な外観を示す図である。
【００６６】
図３に示すように、本光音響計測装置１０においては、超音波ユニット１２は、プロセッサとメモリと入力部を備えたコンピュータであり、画像表示部１４と一体型の装置として構成されている。超音波ユニット１２には、既述のレーザトリガ送信部２２、超音波送信部２３、信号受信部２４、光音響画像生成部２５、超音波画像生成部２６及び制御部２８を含む光音響画像生成及び超音波画像生成に関するプログラムが組み込まれている。プローブ１１は超音波ユニット１２に接続されており、レーザユニット１３は後述のＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート２９を介して超音波ユニット１２に接続されている。
【００６７】
レーザユニット１３は、導光部材１６を接続するための接続口である接続部６１を有する。導光部材１６は接続部６１に装着されることにより光結合部３６と接続される。
【００６８】
また、レーザユニット１３の表面には光検出部５２が設けられており、さらに、モード切替スイッチ５８、発光素子からなる異常通知部５６及び接続通知部３８が設けられている。
【００６９】
レーザユニット１３のトリガ入力部３２は、超音波ユニット１２の信号出力ラインに接続される。トリガ入力部３２であるトリガ入力端子は、例えばＵＳＢコネクタとして構成される。超音波ユニット１２はＵＳＢポート２９（レセプタクル）を有しており、ＵＳＢポートにトリガ入力端子を含むＵＳＢコネクタを差し込むことで、超音波ユニット１２から出力される信号が供給される。
【００７０】
以上のように構成されている本実施形態の光音響計測装置１０における処理を説明する。
【００７１】
図４は、第１実施形態に係る光音響計測装置１０による光音響検出処理のフローチャートである。図４を用いて、まず、本光音響計測装置１０における、光音響波検出処理を説明する。
【００７２】
光音響波検出処理において、フレームレート、１フレームあたりのレーザ発光数、及び１フレームあたりの反射音響波信号と光音響画像信号のフレーム数バランスなどの画像取得条件は、超音波ユニット１２の不図示のメモリに予め記憶されている。また、この画像取得条件に対応するように、制御部２８により、レーザ発光タイミング、レーザパルス数及び電流などの光源駆動条件が決定されて、光源駆動手段３１による光源３５の駆動に用いられる。
【００７３】
光音響波検出処理は、導光部材１６が光結合部３６に接続された状態で開始する。超音波ユニット１２の制御部２８は、レーザユニット１３にトリガ信号を送る。レーザユニット１３は、トリガ信号を受けると、レーザ発振を開始し、パルスレーザ光を出射する。レーザユニット１３から出射したパルスレーザ光は、導光部材１６によって穿刺針１５の先端１５ｂの近傍まで導光され、光吸収体１７に照射される（ステップＡ１）。光吸収体１７はパルスレーザ光を吸収して音響波を発生する。なお、光音響波検出処理において、医師などのユーザにより、光源３５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る。
【００７４】
プローブ１１は、レーザ光の照射により光吸収体１７から発生した光音響波を検出する（ステップＡ２）。信号受信部２４はプローブ１１から光音響波の検出信号を受け取り、光音響波の検出信号を、サンプリングして格納し、格納された光音響波の検出信号を光音響画像生成部２５に送信する（ステップＡ３）。光音響画像生成部２５は、光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成し、その光音響画像が画像表示部１４に表示される。
【００７５】
なお、光音響波検出処理の際には、上記の光音響画像の取得に続いて超音波画像の取得を行ってもよい。超音波画像取得処理は次のように行われる。制御部２８が、超音波送信部２３に超音波送信トリガ信号を送り、超音波送信部２３は、それに応答してプローブ１１から超音波を送信させる（ステップＡ４）。プローブ１１は、超音波の送信後、反射超音波を検出する（ステップＡ５）。その検出信号を信号受信部２４が受け取り、反射超音波の検出信号をサンプリングして格納し、格納された反射超音波の検出信号を超音波画像生成部２６に送信する。超音波画像生成部２６は、反射超音波の検出信号に基づいて超音波画像を生成し（ステップＡ６）、その超音波画像が画像表示部１４に表示される（Ａ７）。
【００７６】
なお、画像表示部１４においては、光音響波画像と超音波画像とを合成して表示するようにしてもよい。このようにすることで、穿刺針１５の先端１５ｂ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。なお、本光音響計測装置１０においては、超音波画像データの取得は光音響画像データの取得と独立して別モードにて行うこともできる。
【００７７】
図５は、第１実施形態に係る光音響計測装置１０による異常検出処理のフローチャートである。図５を用いて、光音響計測装置１０による異常検出処理について説明する。
【００７８】
超音波ユニット１２の制御部２８は、レーザユニット１３にトリガ信号を送る。レーザユニット１３は、トリガ信号を受けると、レーザ発振を開始し、パルスレーザ光を出射する。レーザユニット１３から出射したパルスレーザ光は、導光部材１６によって穿刺針１５の先端１５ｂの近傍まで導光され、光吸収体１７に照射される（ステップＢ１）。もし、穿刺針１５の先端１５ｂが光吸収体１７から外れているなど異常が生じている場合には、穿刺針１５の先端１５ｂから漏れ光が生じる。
【００７９】
なお、ここでは、光検出部５２は、接続検知部３７の接続通知信号に基づいて、光結合部３６と導光部材１６とが接続されており、かつ、異常検出モードがオンであるという条件を満たす場合にのみ、光検出を行うよう構成されている。これにより、異常検出処理は、ユーザ操作により、モード切替スイッチ５８が切り替えられて異常検出モードがオンにされた状態で実行され、異常検出モードがオフにされた状態では実行されない。また、異常検出処理は、導光部材１６が光結合部３６に接続されている状態で実行され、導光部材１６が光結合部３６に接続されていない状態では実行されない。このような条件を満たすか否かの判定とその判定結果に応じた光検出部５２の実行の制御は、例えば、制御部２８で行ってもよく、異常検出手段５１に設けられた回路等で行ってもよく、任意の方法で行ってよい。
【００８０】
光源駆動回路３３からの光源３５の駆動を示すトリガ信号に基づいて、光検出部５２は光源３５の駆動開始から一定期間光検出を行う（ステップＢ２）。なお、係る一定期間の少なくとも一部期間において、ユーザによって穿刺針１５の先端１５ｂが光検出部５２にかざした状態とされる。異常通知部５６は、判定中は、光検出部５２による光検出の開始から判定結果が出るまでの間は緑色に点滅点灯する。
【００８１】
本実施形態では、光源駆動回路３３からの光源３５の駆動を示すトリガ信号を光検出部５２が受信すると、光検出部５２は光検出を開始し、穿刺針１５の先端１５ｂからの漏れ光を一定期間検出する。このことにより、光源３５の駆動に応じて、ユーザがスムーズに異常検出処理を行うことができる。
【００８２】
なお、光検出部５２が異常検出のために一定期間の光検出を開始する開始条件として、任意の条件を設定可能である。例えば、光検出部５２は、接続検知部３７による導光部材１６と光結合部３６との接続の検知に基づいて、導光部材１６と光結合部３６との接続の開始から一定期間光検出を開始し、判定部５４は、一定期間に光検出部５２で検出された漏れ光の光量に基づいて光音響波発生部１８の異常を判定するよう構成してもよい。この場合には、導光部材１６と光結合部３６との接続が検知される度に異常検出処理を行うことで、新たな穿刺針１５がレーザユニット１３に接続される度に異常検出を行うことができるため、不良挿入物が被検者に挿入されることを好適に防ぐことができる。また、この結果、手技のやり直しや被検者の負担を低減することができる。
【００８３】
さらなる例として、超音波ユニット１２に異常検出開始ボタンなどを設け、ユーザ操作による異常検出開始ボタンのオン動作の検知信号が送信されると、光検出部５２が光検出を開始するよう構成してもよい。或いは、不図示の近接検知センサを設けて、近接検知センサにより穿刺針１５が所定距離内に近づいたことを示す検知信号が送信されると、光検出部５２が光検出を開始する構成としてもよい。
【００８４】
続いて、光検出部５２から蓄積された検出光量が判定部５４に送信され、判定部５４ではこの検出光量と判定閾値との比較が行われる。判定部５４は、入力された検出光量が判定閾値よりも大きいとき、異常と判定し、判定閾値以下であれば正常と判定する（ステップＢ３）。その後、判定部５４における判定結果が異常通知部５６によりユーザに通知される（ステップＢ４）。なお、異常通知部５６は、判定結果が異常である場合には赤色に点灯し、判定結果が正常である場合には緑色に点灯して判定結果を通知して、異常検出手段５１による異常検出処理が終了する。なお、異常通知部５６により異常が通知された場合には、ユーザは穿刺針１５を交換するなどの対応を行う。
【００８５】
なお、光音響計測装置１０は、一定期間に光検出部５２で検出された漏れ光の光量に基づいて、判定部５４により光音響波発生部１８が異常でないと判定された場合に、光検出部５２の光検出を停止し、プローブ１１により光音響波の検出を行うよう構成することができる。この場合には、挿入物に異常が無い場合には、自動的に光音響波を検出可能な状態に遷移する構成とすることで、術者などのユーザの作業の効率化を図ることができる。
【００８６】
さらに、異常通知部５６は、判定部５４に異常であると判定された場合に、ユーザの確認入力を求める異常通知を行い、確認入力を受け付けるまで異常通知を継続することができる。また、光源駆動手段３１は、確認入力を受け付けるまで、光源３５を駆動しないように構成することができる。例えば、制御部２８の一部が異常通知部５６を兼ねており、制御部２８は、異常であると判定された場合に、画像表示部１４の表示画面に、「続けて光音響波の測定を行う場合には確認ボタンを押してください」というメッセージと確認ボタンを表示して、ユーザの確認入力を受け付けるまで、上記メッセージと確認ボタンの表示を継続すればよい。さらに、確認入力を受け付けるまで、制御部２８がレーザトリガ送信部２２にレーザ停止指示を送信させ、光源３５を駆動しないよう構成することが考えられる。異常があると判定された場合に、ユーザの確認を促すことで、光音響計測装置１０の使用の安全性を高めることができる。
【００８７】
また、光音響波検出処理は異常検出モードがオンオフにかかわらず実行可能に構成されている。異常検出モードがオンの状態で、光音響波検出処理と異常検出処理をそれぞれ実行可能とすることで、穿刺針１５を被検体に挿入する直前に穿刺針１５の先端１５ｂの異常検出を行うなど、挿入物の不良を任意のタイミングで確認して光音響波検出処理を行うことができる。さらに、異常検出モードのオンオフにかかわらず接続検知部３７による導光部材１６と光結合部３６との接続の検知に基づいて、光音響波検出処理を開始する構成としてもよい。異常検出モードがオンの場合には、接続の検知に基づいて異常検出処理を開始するように構成してもよいし、光音響波検出処理と異常検出処理をそれぞれ開始してもよい。さらには、接続の検知に基づいて、装置の状態を、たとえば超音波画像やドップラー画像などの光音響画像以外の画像のみを取得可能な状態から光音響画像を取得可能な状態に遷移させるように構成してもよい。このようにすることで、光音響波検出処理あるいは異常検出処理を開始するために必要なユーザ操作を軽減することができる。
【００８８】
また、異常検出モードがオンの状態で、光音響波検出処理を実行する場合の光源駆動条件は、光音響波検出処理を実行していない場合の光源駆動条件と異ならせてもよい。例えば、異常検出モードがオンの場合に、プローブ１１による光音響波の検出が実行されていない第１期間には、発光数、パルス幅及び電流から選択される少なくとも１つの光源駆動条件の値が、プローブ１１による光音響波の検出が実行されている第２期間における少なくとも１つの光源駆動条件の値よりも小さく設定される構成とすることができる。この場合には、光音響波を検出している第２期間においては、光源３５の光量を高めて光音響波の計測性能を好適に実現し、光音響波を検出していない第１期間においては、異常検出に必要な光量を確保できる範囲で光源３５の光量を抑えることで、光音響波発生部１８の検査を安全に実施することができる。一方、異常検出モードがオンの場合に、第１期間には、発光数、パルス幅及び電流から選択される少なくとも１つの光源駆動条件の値が、第２期間における少なくとも１つの光源駆動条件の値よりも大きく設定される構成としてもよい。この場合には、第１期間において、異常検出の精度を高めることができる。
【００８９】
なお、少なくとも第１期間において、上記の少なくとも１つの光源駆動条件の値を、第２期間の光源駆動条件の値と異ならせて設定できるものであれば、任意のタイミングで光源駆動条件を設定してよい。例えば、光音響波検出処理の実行期間とそれ以外の期間で、光源駆動条件の値を異ならせて設定すればよい。
【００９０】
また、光検出部５２は、異常検出モードがオンの場合に、プローブ１１による光音響波の検出が実行されていない期間の光検出部５２の感度が、プローブ１１による光音響波の検出が実行されている期間の光検出部５２の感度よりも大きくなるよう設定されていてもよい。光音響波の検出と異常検出とを並行して実行する可能性がある場合には、光検出部５２の感度を必要以上に大きくすることによる誤検出を防ぎ、光音響波の検出を行わないで異常検出を行う場合は、光検出部５２の感度を上げて異常検出の精度を高めることができる。
【００９１】
なお、少なくとも、プローブ１１による光音響波の検出が実行されていない期間において、光検出部５２の感度が、プローブ１１による光音響波の検出が実行されている期間の感度よりも大きく設定されるものであれば、任意のタイミングで光検出部５２の感度を変更してよい。例えば、光音響波検出処理の実行期間とそれ以外の期間で、光検出部５２の感度を異ならせて設定すればよい。
【００９２】
また、上記実施形態においては、レーザユニット１３中に光源駆動手段３１及び異常検出手段５１が内包されているものとして説明したが、これらの各手段はそれぞれ別体として備えられていてもよい。第２及び第３の実施形態として、異常検出手段５１が超音波プローブ１１及び超音波ユニット１２にそれぞれ設けられた例を説明する。
【００９３】
図６は、第２の実施形態の光音響計測装置１０の構成を示すブロック図であり、図７は、第２の実施形態において超音波プローブ１１の一部に光検出部５２が設けられた構成例を示す模式図である。図６に示すように、光音響計測装置１０においては、レーザユニット１３中に光源駆動手段３１を備え、異常検出手段５１をプローブ１１に備えてもよい。
【００９４】
図６及び７に示すように、超音波プローブ１１の一部に光検出部５２を備えた場合、術者が手元で穿刺針１５の異常を検査することが可能となる。超音波プローブ１１及び穿刺針１５はいずれも清潔環境下で使用する必要があり、超音波プローブ１１の一部に光検出部５２を設けていれば、異常検出も清潔環境下で実施することができるので、特に好ましい。
【００９５】
本発明の第３の実施形態の光音響計測装置１０について説明する。図８は、第３の実施形態の光音響計測装置１０の構成を示すブロック図である。
【００９６】
第３の実施形態の光音響計測装置１０は、異常検出手段５１を超音波ユニット１２に備えた点と、接続通知部３８の代わりに光源駆動通知部３９を備えた点と、超音波ユニット１２に接続される外部スイッチである光源駆動スイッチ４２を備えた点で第１の実施形態の光音響計測装置１０と異なる。その他の構成要素及びそれらの機能は第１の実施形態の光音響計測装置１０と同様である。
【００９７】
図８に示すように、光音響計測装置１０においては、レーザユニット１３中に光源駆動手段３１を備え、異常検出手段５１を超音波ユニット１２に備えてもよい。本実施形態のように、光検出部５２、判定部５４及び異常通知部５６を含む異常検出手段５１を超音波ユニット１２に備えた場合には、術者を補助する補助者が異常検出を行う場合に操作が容易となる。なお、第１乃至第３の実施形態に限定されず、光検出部５２、判定部５４及び異常通知部５６が、互いに異なる箇所に設けられていてもよい。例えば、光検出部５２がレーザユニット１３、判定部５４が超音波ユニット１２、異常通知部５６が画像表示部１４にそれぞれ設けられるなどである。
【００９８】
光源駆動スイッチ４２は、レーザトリガ信号のオン、オフを切り替えるためのフットスイッチである。このように、光音響計測装置１０が光源駆動スイッチ４２を備えた場合には、容易に光源３５の駆動をユーザが制御でき、光音響波発生部１８の検査を安全に実施することができる。光源駆動スイッチ４２は、光源駆動スイッチ４２は超音波ユニット１２に接続されて、レーザトリガ信号のオンオフ信号を切り替え可能に構成されていれば、他の任意のタイプの外部スイッチを採用することができる。
【００９９】
光源駆動通知部３９は、光源３５が駆動中、すなわちレーザ光が出力中であることをユーザに通知する。光音響計測装置１０が光源駆動通知部３９を備えた場合には、レーザが出力されているかどうかをユーザは容易に認識することができ、光音響波発生部１８の検査を安全に実施することができる。本実施形態では、光源駆動通知部３９は、トリガ入力部３２からのトリガパルスを受け取るたびに点滅するＬＥＤ等の発光素子である。光源駆動通知部３９が、トリガ入力部３２からのトリガパルスを受け取るたびに点滅する場合には、レーザが出力の有無をユーザは詳細に認識することができ、好ましい。
【０１００】
また、上述の異常通知部５６が、光源駆動通知部３９を兼ねてもよい。この場合、光源駆動通知部３９は、判定部５４により光音響波発生部１８が異常であると判定された場合に、光源駆動通知と識別可能に異常通知を行えばよい。このことにより、部品点数を増加させないで、ユーザに接続の有無及び異常検出の結果を通知することができる。例えば、光源駆動通知は緑の点滅、異常通知は赤の点滅などとすることができる。
【０１０１】
なお、異常通知部５６、接続通知部３８、光源駆動通知部３９及びモード通知部などの各種通知部は、それぞれ独立に構成されていてもよいし、２つもしくは３つの機能を１つの通知部が兼ねるように構成されていてもよい。１つの通知部で複数の情報を通知させる場合には、多色発光型ＬＥＤを用いて情報毎で発光色を変えたり、連続点灯と点滅点灯とで区別したりすればよい。
【０１０２】
本光音響計測装置１０に備えられる異常通知部５６、接続通知部３８、光源駆動通知部３９及びモード通知部などの各種通知部は発光素子で構成されるのみならず、画像表示部１４への各種通知表示手段であってもよい。また、異常通知部５６、接続通知部３８、光源駆動通知部３９及びモード通知部、接続検知部３７、モード切替スイッチ５８は必須の構成ではなく、省略してもよい。
【０１０３】
上記各実施形態では、挿入物として穿刺針を例に挙げたが、これには限定されない。特開２０１５−３７５１９号公報に記載の通り、挿入物は、内部にラジオ波焼灼術に用いられる電極を収容するラジオ波焼灼用針であってもよいし、血管内に挿入されるカテーテルであってもよいし、血管内に挿入されるカテーテルのガイドワイヤであってもよい。あるいは、レーザ治療用の光ファイバであってもよい。
【０１０４】
以上、本発明の光音響計測装置について詳細に説明したが、本発明において、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１０    光音響計測装置
１１    超音波プローブ（光音響波検出部）
１２    超音波ユニット
１３    レーザユニット
１４    画像表示部
１５    穿刺針（挿入物）
１５ａ    穿刺針の中空部
１５ｂ    穿刺針先端
１６    導光部材
１６ａ    導光部材の先端
１７    光吸収体
１８    光音響波発生部
１９    保護部材
２２    レーザトリガ送信部
２３    超音波送信部
２４    信号受信部
２５    光音響画像生成部
２６    超音波画像生成部
２８    制御部
２９    ＵＳＢポート
３１    光源駆動手段（光源駆動部）
３２    トリガ入力部
３３    光源駆動回路
３５    光源
３６    光結合部
３７    接続検知部
３８    接続通知部
３９    光源駆動通知部
４２    光源駆動スイッチ
５１    異常検出手段（異常検出部）
５２    光検出部
５２ａ  光学フィルタ
５４    判定部
５６    異常通知部
５８    モード切替スイッチ
６１    接続部
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月14日(2018.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源に接続され、基端から入射された前記光を先端に導光する長尺な導光部材と、
少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、前記導光部材の少なくとも前記先端と、該先端に接続され、前記導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物と、
前記被検体内に挿入された前記挿入物の前記先端部から発せられる光音響波を計測する光音響波検出部と、
前記挿入物の前記先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、
該光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記導光部材及び前記光吸収体からなる光音響波発生部の異常を判定する判定部と、
前記光源の駆動を示す光源駆動通知を行う光源駆動通知部と、を備え、
前記光源駆動通知部は、異常通知部を兼ねており、前記判定部により前記光音響波発生部が異常であると判定された場合に、前記光源駆動通知と識別可能に異常通知を行う光音響計測装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記光検出部で検出された前記漏れ光の光量が予め定められた基準値よりも大きい場合に前記光音響波発生部が異常であると判定する請求項１に記載の光音響計測装置。
【請求項３】
前記光検出部は、前記光源から出射される光の波長域のみを透過する光学フィルタを光入射面に備えている請求項１又は２に記載の光音響計測装置。
【請求項４】
前記光検出部は、前記光源の駆動を示すトリガ信号に基づいて、前記漏れ光の検出を開始する請求項１から３いずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項５】
前記光源の駆動を示す光源駆動通知を行う光源駆動通知部をさらに備えた請求項１から４いずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項６】
前記光源駆動通知部は、前記光源の駆動を指示するトリガ信号に基づいて、前記光源駆動通知を行う請求項５に記載の光音響計測装置。
【請求項７】
前記光源の駆動開始と駆動停止を指示する光源駆動スイッチを備えた請求項１から６のいずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項８】
前記導光部材が接続され、該導光部材が前記光源と光学的に結合される光結合部と、
前記導光部材と前記光結合部との接続を検知する接続検知部をさらに備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項９】
前記接続検知部により前記導光部材と前記光結合部との接続が検知されている場合にのみ、前記光源が駆動可能となる請求項８記載の光音響計測装置。
【請求項１０】
前記接続検知部により前記導光部材と前記光結合部との接続が検知された場合に、前記導光部材と前記光結合部との接続を通知する接続通知部をさらに備えた請求項８又は９に記載の光音響計測装置。
【請求項１１】
光を出射する光源と、
前記光源に接続され、基端から入射された前記光を先端に導光する長尺な導光部材と、
少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、前記導光部材の少なくとも前記先端と、該先端に接続され、前記導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物と、
前記被検体内に挿入された前記挿入物の前記先端部から発せられる光音響波を計測する光音響波検出部と、
前記挿入物の前記先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、
該光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記導光部材及び前記光吸収体からなる光音響波発生部の異常を判定する判定部と、
前記導光部材が接続され、該導光部材が前記光源と光学的に結合される光結合部と、
前記導光部材と前記光結合部との接続を検知する接続検知部と、
前記接続検知部により前記導光部材と前記光結合部との接続が検知された場合に、前記導光部材と前記光結合部との接続を通知する接続通知部と、を備え、
前記接続通知部は、異常通知部を兼ねており、前記判定部により前記光音響波発生部が異常であると判定された場合に、前記導光部材と前記光結合部との接続の通知と識別可能に異常通知を行う光音響計測装置。
【請求項１２】
前記判定部により前記光音響波発生部が異常であると判定された場合に異常通知を行う異常通知部をさらに備えた請求項１から１１のいずれか１項に記載の光音響計測装置。
【請求項１３】
光を出射する光源と、
前記光源に接続され、基端から入射された前記光を先端に導光する長尺な導光部材と、
少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、前記導光部材の少なくとも前記先端と、該先端に接続され、前記導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物と、
前記被検体内に挿入された前記挿入物の前記先端部から発せられる光音響波を計測する光音響波検出部と、
前記挿入物の前記先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、
該光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記導光部材及び前記光吸収体からなる光音響波発生部の異常を判定する判定部と、
前記光検出部により光検出を行う異常検出モードのオンオフを切り替えるモード切替スイッチと、を備えた光音響計測装置。
【請求項１４】
光を出射する光源と、
前記光源に接続され、基端から入射された前記光を先端に導光する長尺な導光部材と、
少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、前記導光部材の少なくとも前記先端と、該先端に接続され、前記導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物と、
前記被検体内に挿入された前記挿入物の前記先端部から発せられる光音響波を計測する光音響波検出部と、
前記挿入物の前記先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、
該光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記導光部材及び前記光吸収体からなる光音響波発生部の異常を判定する判定部と、を備え、
前記光検出部により光検出を行う異常検出モードを有し、該異常検出モードがオンの場合に、前記光音響波検出部による光音響波の検出が実行されていない期間の前記光検出部の感度が、前記光音響波検出部による光音響波の検出が実行されている期間の前記光検出部の感度よりも大きく設定される光音響計測装置。
【請求項１５】
光を出射する光源と、
前記光源に接続され、基端から入射された前記光を先端に導光する長尺な導光部材と、
少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、前記導光部材の少なくとも前記先端と、該先端に接続され、前記導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物と、
前記被検体内に挿入された前記挿入物の前記先端部から発せられる光音響波を計測する光音響波検出部と、
前記挿入物の前記先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、
該光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記導光部材及び前記光吸収体からなる光音響波発生部の異常を判定する判定部と、を備え、
前記光検出部により光検出を行う異常検出モードを有し、該異常検出モードがオンの場合に、前記光音響波検出部による光音響波の検出が実行されていない期間には、発光数、パルス幅及び電流から選択される少なくとも１つの光源駆動条件の値が、前記光音響波検出部による光音響波の検出が実行されている期間における前記少なくとも１つの光源駆動条件の値よりも小さく設定される光音響計測装置。
【請求項１６】
光を出射する光源と、
前記光源に接続され、基端から入射された前記光を先端に導光する長尺な導光部材と、
少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、前記導光部材の少なくとも前記先端と、該先端に接続され、前記導光部材により導光された光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物と、
前記被検体内に挿入された前記挿入物の前記先端部から発せられる光音響波を計測する光音響波検出部と、
前記挿入物の前記先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、
該光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記導光部材及び前記光吸収体からなる光音響波発生部の異常を判定する判定部と、
前記導光部材が接続され、該導光部材が前記光源と光学的に結合される光結合部と、
前記導光部材と前記光結合部との接続を検知する接続検知部と、を備え、
前記光検出部は、前記接続検知部による前記導光部材と前記光結合部との接続の検知に基づいて、前記導光部材と前記光結合部との接続の開始から一定期間光検出を行い、
前記判定部は、前記一定期間に前記光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記光音響波発生部の異常を判定する光音響計測装置。
【請求項１７】
前記判定部により前記光音響波発生部が異常でないと判定された場合に、前記光検出部が光検出を停止し、前記光音響波検出部による光音響波の検出を開始する請求項１６に記載の光音響計測装置。
【国際調査報告】
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