(57)【要約】  導光部材を針管の先端内面に固定し易い挿入物、光挿入物およびその光挿入物を備えた光音響計測装置を提供する。  本発明の挿入物は、先端開口を備えた傾斜面を有する針管と、針管内部と連通するチャンバを有し、針管を保持する針基と、チャンバと連通し、導光部材が挿入される挿入路を有する光導入部とを備え、導光部材が、挿入路に挿入され、第１の拘束点で拘束後、自由となり湾曲した後で、さらに第２の拘束点で拘束後、針管内部に挿入される場合に、挿入路におけるチャンバ側開口近傍の導光部材の挿入方向の延長線と、第２の拘束点を通り、かつ針管の軸方向と平行な線とが交わる点を交点とすると、交点と第２の拘束点との間の距離ａが第１の拘束点と交点との間の距離よりも長い。
2019053938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が被検体内に挿入される挿入物であって、
先端側に先端開口を備えた傾斜面を有する中空状の針管と、
先端側が前記針管内部と連通するチャンバを有し、前記針管の後端部を保持する長尺状の針基と、
前記チャンバと連通し、光源から出射される光を導光する導光部材が挿入される挿入路を有する光導入部とを備え、
前記針管の軸と前記挿入路の軸を含む断面において、
前記針管の軸から前記光導入部が位置する側に向かう方向を下方とし、該下方と反対側に向かう方向を上方とした場合、
前記傾斜面が上方を向くものであり、前記挿入路のチャンバ側開口が前記チャンバの下壁に形成され、前記挿入路が前記チャンバ側開口から斜め後方の下方に向けて延びるものであって、
前記チャンバ側開口より先端側における前記チャンバの上壁が、先端側から後端側に向けて高くなり、
前記導光部材が、前記挿入路に挿入され、第１の拘束点Ｙで拘束後、自由となり湾曲した後で、さらに第２の拘束点Ｘで拘束後、前記針管内部に挿入される場合に、
前記挿入路における前記チャンバ側開口近傍の前記導光部材の挿入方向の延長線と、前記第２の拘束点Ｘを通り、かつ前記針管の軸方向と平行な線とが交わる点を交点Ａとすると、
該交点Ａと前記第２の拘束点Ｘとの間の距離ａが前記第１の拘束点Ｙと前記交点Ａとの間の距離ｂよりも長い挿入物。
【請求項２】
前記断面において、
前記チャンバ側開口よりも先端側の前記チャンバの下壁が、前記チャンバ側開口から前記挿入路の下壁の延長線に沿って延び、該延長線よりも下方に折れ曲る形状を有し、該折れ曲る折曲点において前記針管の軸と直交する線上で、前記折曲点から前記針管の軸までの距離が前記チャンバの上壁から前記針管の軸までの距離よりも短い請求項１記載の挿入物。
【請求項３】
前記断面において、
前記チャンバ側開口よりも先端側の前記チャンバの下壁が、前記折曲点を通って前記針管の中空部の下面と同じ高さで形成される請求項２記載の挿入物。
【請求項４】
前記断面において、
前記交点Ａよりも先端側の前記チャンバの上壁が、前記針管の中空部の上面の高さ位置から後方に向かうにつれて高く形成される請求項１〜３いずれか１項記載の挿入物。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載の挿入物と、
前記挿入路に挿入され、前記第１の拘束点Ｙで拘束後、自由となり湾曲した後で、さらに前記第２の拘束点Ｘで拘束後、前記針管内部に挿入される前記導光部材とを備える光挿入物。
【請求項６】
前記挿入路の前記チャンバ側の挿入路の内径と前記導光部材の外径との間のクリアランスが０．５ｍｍ以下である請求項５記載の光挿入物。
【請求項７】
前記導光部材は、接着剤によって前記挿入路内で固定される請求項５または６記載の光挿入物。
【請求項８】
前記導光部材を被覆する保護チューブを備え、
前記導光部材は、接着剤によって前記保護チューブ内で固定される請求項５記載の光挿入物。
【請求項９】
前記針管の先端側に配置される前記導光部材の光出射端に設けられ、該光出射端から出射される光を吸収して光音響波を発生する光音響波発生部を備える請求項５〜８いずれか１項記載の光挿入物。
【請求項１０】
前記光音響波発生部が、前記導光部材によって導光された光を吸収する顔料を含む紫外線硬化樹脂から形成された請求項９記載の光挿入物。
【請求項１１】
前記紫外線硬化樹脂が、前記光音響波発生部を前記針管に固定する接着剤として機能する請求項１０記載の光挿入物。
【請求項１２】
請求項９から１１いずれか１項記載の光挿入物と、
該光挿入物の前記光音響波発生部によって吸収される光を出射する光源部と、
前記光音響波発生部から発せられた光音響波を検出する音響波検出部とを備えた光音響計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部が被検体に挿入される挿入物、その挿入物に導光部材を備えた光挿入物、およびその光挿入物を備えた光音響計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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（ＰＡＩ：Photo Acoustic Imaging）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し、生体内部で生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収した結果生じる弾性波である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を可能としている。また、光音響イメージングに関し、国際公開２０１４／１０９１４８号公報、国際公開２０１６／０６１８８号公報、および特開２０１６−１８７４８４号公報には、上述した光音響イメージングを適用して穿刺針の先端位置を確認可能とした技術が開示されている。この技術は、穿刺針の先端近傍まで達する状態にして穿刺針内に光ファイバ等の導光部材を配設し、この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ものである。この穿刺針によって各種処置を行う際には、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、つまりは穿刺針の先端を確認可能となる。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。【０００３】
光音響イメージングを行う場合に使用される穿刺針においては、先端側に先端開口を備えた傾斜面を有する針管と、先端側が針管内部と連通するチャンバを有して針管の後端部を保持する針基と、チャンバと連通し、チャンバの斜め後方の下方に延びて光ファイバが下方から挿入される挿入路を有する光導入部とを備えたものがある。穿刺針において先端開口が形成された傾斜面が下方を向いて配設されている場合には、針管の上側の内面がより針管の先端側に位置する長い内面、針管の下側の内面が短い内面となり、針管の長い内面にすなわち上側の内面に導光部材を押しつけることにより、導光部材が先端開口からつまり短い内面から突出するのを防止しているものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら穿刺針においては、先端開口を備えた傾斜面が上方を向いて配設されている場合には、針管の上側の内面が短い内面、下側の内面が長い内面となり、上記のように上側の内面に導光部材を押し付けてしまうと、導光部材が先端開口からつまり短い方の内面から突出してしまう虞れがある。また導光部材の先端は針管のより先端側に配置されることが好ましいため、導光部材は長い内面に固定されることが望まれている。しかしながら導光部材が短い内面に押し付けられてしまうと、導光部材を穿刺針の長い内面に固定するのが困難である。【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、導光部材を穿刺針等の針管の先端内面に固定し易い挿入物、光挿入物および光音響計測装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の挿入物は、少なくとも一部が被検体内に挿入される挿入物であって、
先端側に先端開口を備えた傾斜面を有する中空状の針管と、
先端側が針管内部と連通するチャンバを有し、針管の後端部を保持する長尺状の針基と、
チャンバと連通し、光源から出射される光を導光する導光部材が挿入される挿入路を有する光導入部とを備え、
針管の軸と挿入路の軸を含む断面において、
針管の軸から光導入部が位置する側に向かう方向を下方とし、この下方と反対側に向かう方向を上方とした場合、
傾斜面が上方を向くものであり、挿入路のチャンバ側開口がチャンバの下壁に形成され、挿入路がチャンバ側開口から斜め後方の下方に向けて延びるものであって、
チャンバ側開口より先端側におけるチャンバの上壁が、先端側から後端側に向けて高くなり、
導光部材が、挿入路に挿入され、第１の拘束点Ｙで拘束後、自由となり湾曲した後で、さらに第２の拘束点Ｘで拘束後、針管内部に挿入される場合に、
挿入路におけるチャンバ側開口近傍の導光部材の挿入方向の延長線と、第２の拘束点Ｘを通り、かつ針管の軸方向と平行な線とが交わる点を交点Ａとすると、
交点Ａと第２の拘束点Ｘとの間の距離ａが第１の拘束点Ｙと交点Ａとの間の距離ｂよりも長い。【０００７】
なお本発明においては、針管と針基とが接続された本体に対して、針管の先端側を先端側とし、この先端側とは反対側を後端側とする。また挿入路における「斜め後方の下方に向けて延びる」は、挿入路がチャンバの下方においてチャンバに対して傾斜を有して後端側に延びることを意味する。【０００８】
また本発明において「拘束」は、完全に固定されるだけではなく、少なくとも一部が導光部材に接触することにより導光部材のいずれかの方向への動きを妨げるものも含む。すなわち完全に自由な状態では動けないことを意味する。【０００９】
また本発明において「先端側から後端側に向けて高くなり」は、チャンバの上壁が高低差を有していることを意味する。すなわち先端側から後端側に向けてチャンバの上壁から針管の軸までの距離が長くなることを意味する。【００１０】
また本発明において「導光部材の挿入方向の延長線」は、挿入路のチャンバ側開口近傍における挿入方向の延長線を意味し、「チャンバ側開口近傍における挿入方向」は、少なくともチャンバ側開口を含み、導光部材の挿入方向が決定される長さの挿入方向を意味する。【００１１】
また本発明の挿入物は、針管の軸と挿入路の軸を含む断面において、
チャンバ側開口よりも先端側のチャンバの下壁が、チャンバ側開口から挿入路の下壁の延長線に沿って延び、この延長線よりも下方に折れ曲る形状を有し、折れ曲る折曲点において針管の軸と直交する線上で、折曲点から針管の軸までの距離がチャンバの上壁から針管の軸までの距離よりも短くすることができる。【００１２】
また本発明の挿入物は、針管の軸と挿入路の軸を含む断面において、
チャンバ側開口よりも先端側のチャンバの下壁を、上記折曲点を通って針管の中空部の下面と同じ高さで形成することができる。【００１３】
また本発明の挿入物は、針管の軸と挿入路の軸を含む断面において、
交点Ａよりも先端側のチャンバの上壁を、針管の中空部の上面の高さ位置から後方に向かうにつれて高く形成することができる。【００１４】
本発明の光挿入物は、上記発明の挿入物と、
挿入路に挿入され、第１の拘束点Ｙで拘束後、自由となり湾曲した後で、さらに第２の拘束点Ｘで拘束後、針管内部に挿入される導光部材とを備える。【００１５】
また本発明の光挿入物は、挿入路のチャンバ側挿入路の内径と導光部材の外径との間のクリアランスを０．５ｍｍ以下とすることができる。【００１６】
なお本発明においてクリアランスとは、挿入路の内径が最も小さい位置において、導光部材の軸方向と直交する方向における挿入路と導光部材の間隙の総和を意味する。【００１７】
本発明の光挿入物は、導光部材は、接着剤によって挿入路内で固定されてもよい。【００１８】
また本発明の光挿入物は、導光部材を被覆する保護チューブを備え、
導光部材は、接着剤によって保護チューブ内で固定されてもよい。【００１９】
また本発明の光挿入物は、針管の先端側に配置される導光部材の光出射端に設けられ、光出射端から出射される光を吸収して光音響波を発生する光音響波発生部を備えることができる。【００２０】
また本発明の光挿入物は、光音響波発生部が、導光部材によって導光された光を吸収する顔料を含む紫外線硬化樹脂から形成されてもよい。【００２１】
また本発明の光挿入物は、紫外線硬化樹脂が、光音響波発生部を針管に固定する接着剤として機能することができる。【００２２】
本発明の光音響計測装置は、上記発明の光挿入物と、
光挿入物の光音響波発生部によって吸収される光を出射する光源部と、
光音響波発生部から発せられた光音響波を検出する音響波検出部とを備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の挿入物は、少なくとも一部が被検体内に挿入される挿入物であって、先端側に先端開口を備えた傾斜面を有する中空状の針管と、先端側が針管内部と連通するチャンバを有し、針管の後端部を保持する長尺状の針基と、チャンバと連通し、光源から出射される光を導光する導光部材が挿入される挿入路を有する光導入部とを備え、針管の軸と挿入路の軸を含む断面において、針管の軸から光導入部が位置する側に向かう方向を下方とし、この下方と反対側に向かう方向を上方とした場合、傾斜面が上方を向くものであり、挿入路のチャンバ側開口がチャンバの下壁に形成され、挿入路がチャンバ側開口から斜め後方の下方に向けて延びるものであって、チャンバ側開口より先端側におけるチャンバの上壁が、先端側から後端側に向けて高くなり、導光部材が、挿入路に挿入され、第１の拘束点Ｙで拘束後、自由となり湾曲した後で、さらに第２の拘束点Ｘで拘束後、針管内部に挿入される場合に、挿入路におけるチャンバ側開口近傍の導光部材の挿入方向の延長線と、第２の拘束点Ｘを通り、かつ針管の軸方向と平行な線とが交わる点を交点Ａとすると、交点Ａと第２の拘束点Ｘとの間の距離ａが第１の拘束点Ｙと交点Ａとの間の距離ｂよりも長い。これにより導光部材の真っ直ぐになろうとする力によって、距離ａと距離ｂとが同じ距離になろうとする力が働き、導光部材が通る軌跡は挿入路における導光部材の挿入方向の延長線上において交点Ａよりも先を通って湾曲する。従って導光部材は、交点Ａから第２の拘束点の間で上側から下側へ向かう傾斜を有するものとなり、針管内では先端開口が位置する側とは反対側の内面に押し付けられる。これにより導光部材を穿刺針等の針管の先端内面に固定し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の挿入物の第１の実施形態を用いた穿刺針を備えた光音響計測装置の概略構成を示すブロック図
【図２】第１の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図３】光音響画像生成処理を説明するためのフローチャート
【図４】超音波画像生成処理を説明するためのフローチャート
【図５】第２の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図６】第３の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図７】第４の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図８】第５の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図９】第６の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図１０】第７の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図１１】第８の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図１２】第９の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図１３】第１０の実施形態の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図１４】比較例１の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図１５】比較例２の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図１６】比較例３の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【図１７】比較例４の穿刺針の先端部分の構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の光挿入物の第１の実施形態を用いた穿刺針を備えた光音響計測装置１０について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の光音響計測装置１０は、穿刺針の構成に特徴を有するものであるが、まずは光音響計測装置１０全体の構成について説明する。図１は、本実施形態の光音響計測装置１０の概略構成を示す図である。
【００２６】
本実施形態の光音響計測装置１０は、図１に示すように、超音波探触子１１、超音波ユニット１２、レーザユニット１３、および穿刺針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７０によって接続されている。光ケーブル７０は、後述する穿刺針１５内の光ファイバ１８を延長した部分を含むものであり、その端部にコネクタ７２が設けられており、コネクタ７２に対してレーザユニット１３が接続される。穿刺針１５および光ケーブル７０は、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、シリンジまたは輸液チューブ等が接続され、薬液注入に利用できる。
【００２７】
レーザユニット１３は、本発明の光源部に相当するものであり、例えば半導体レーザ光源を備えている。レーザユニット１３のレーザダイオード光源から出射されたレーザ光は、光ケーブル７０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、およそ７００ｎｍ〜２０００ｎｍ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、レーザ光源以外の例えば発光ダイオード光源を用いるようにしてもよい。
【００２８】
穿刺針１５は、本発明の光挿入物の一実施形態であり、その少なくも一部が被検体に穿刺される針である。なお本発明の挿入物は、光挿入物すなわち穿刺針１５から後述する光ファイバ１８を除いたものに相当する。図２は、光ファイバ１８が敷設された穿刺針１５の先端部近傍の構成を示す断面図である。図２は、穿刺針１５の針管１５ａの軸と挿入路１７ａの軸を含む断面を示している。なお図２において針管１５ａの長さは便宜上、実際の針管よりも短く誇張して記載している。また図２において針管１５ａが配置されている側を先端、針基１６が配置されている側を後端として、また光導入部１７が配置されている側を下側すなわち紙面下側を下側として以下説明する。
【００２９】
図２に示すように、穿刺針１５は、針管１５ａと針基１６と光導入部１７と光ファイバ１８と光音響波発生部６０とを備えている。なお本実施形態においては光ファイバ１８が本発明の導光部材に相当するものである。
【００３０】
針管１５ａは、例えば金属から形成されるものであり、先端に先端開口１５ｂを有し、中空状に形成されている。針管１５ａの先端は、針管１５ａの軸に対して後述する光導入部１７が位置する側すなわち下側が長く、光導入部１７が位置する側とは反対側すなわち上側が短くなるように斜めに形成されている。先端開口１５ｂは斜めに形成された傾斜面に設けられており、先端開口１５ｂは上方を向いている。針管１５ａの中空部１５ｃの直径（内径）は、後述する光ファイバ１８を設けることができる大きさであればよいが、例えば０．１３ｍｍ以上２．６４ｍｍ以下である。なお、光ファイバ１８の外径にもよるが、針管１５ａの中空部１５ｃの直径（内径）が０．２６ｍｍ以上であることが光ファイバ１８の敷設のし易さの観点から好ましい。針管１５ａは、注液時には先端開口１５ｂから被検体に穿刺される。
【００３１】
針基１６は、中空状であってかつ長尺状の針基本体１６ａで構成されており、針管１５ａの後端部１５ｄを収容して保持する前端部１６ｂと、針管１５ａの内径と同じかやや小さい内径で後方に軸に沿って延びる第１チャンバ１６ｃ、第１チャンバ１６ｃと連通し、後方に向かうにつれて径が大きくなる第２チャンバ１６ｄと、第２チャンバ１６ｄと連通し、後方に軸に沿って延びる第３チャンバ１６ｅとを有している。第１チャンバ１６ｃ、第２チャンバ１６ｄおよび第３チャンバ１６ｅで針基１６のチャンバ１６ｆが構成される。
【００３２】
チャンバ１６ｆは、第１チャンバ１６ｃが針管１５ａの中空部１５ｃと連通し、第３チャンバ１６ｅの後端に、図示しないシリンジや送液チューブと接続されて、薬液等を受け入れる液体の注入口を備える。チャンバ１６ｆは、第１チャンバ１６ｃの内径が、第２チャンバの内径および第３チャンバの内径よりも小さく形成されている。すなわち後述する挿入路１７ａのチャンバ側開口より先端側におけるチャンバ１６ｆの上壁が先端から後端に向けて高くなっている。例えば図２に示す断面図において、針管１５ａの内径が１ｍｍ、第３チャンバ１６ｅの内径が２ｍｍの場合に、針管１５ａの中空部１５ｃの上側内面から第３チャンバ１６ｅの上側内面までは０．５ｍｍとなるように形成される。
【００３３】
光導入部１７は、針基１６に傾斜を有して接続されるものであり、針基１６から後方に向けて斜めに分岐した直管状に形成されている。光導入部１７は内部に光ファイバ１８が挿入される挿入路１７ａを備え、挿入路１７ａは第３チャンバ１６ｅと連通する出口路１７ｂと、出口路１７ｂと連通し、出口路１７ｂよりも大きい径で形成された入口路１７ｃとで構成される。出口路１７ｂを入口路１７ｃよりも小さい径で形成することにより、挿入路１７ａ内での光ファイバ１８の挿入方向を規定することができる。すなわち出口路１７ｂの軸方向と光ファイバ１８の挿入方向が一致する。なお光ファイバ１８の外径より出口路１７ｂの内径の方が大きく形成されているため、ここでの「一致」は厳密に一致するものではなく、若干のクリアランスを有している。なおここでクリアランスは、出口路１７ｂの軸方向と直交する方向において存在する、光ファイバ１８と出口路１７ｂの間隙の総和とする。本発明においては光ファイバ１８の挿入方向を規制する観点からこのクリアランスは０．５ｍｍ以下であることが好ましい。また少なくとも出口路１７ｂのチャンバ１６ｆ側は、薬剤等のチャンバ１６ｆからの流入を防止するために、光ファイバ１８が挿入されて敷設された後で例えば接着剤等で塞がれる。
【００３４】
なお挿入路１７ａの入口路１７ｃには、光ファイバ１８を被覆する後述する保護チューブ２０や曲げても壊れないブッシュ等を介在させるため、出口路１７よりも大きく形成することができる。
【００３５】
光ファイバ１８は、穿刺針１５の内部に敷設されるものであり、針管１５ａの中空部１５ｃに、針管１５ａの長さ方向に沿って設けられている。針管１５ａの先端側の光ファイバ１８の先端（光出射端）には、光ファイバ１８の先端部分を覆うように光音響波発生部６０が設けられている。そして、光ケーブル７０内の光ファイバ１８によって導光された光が、光ファイバ１８の光出射端から出射し、光音響波発生部６０に照射される。
【００３６】
光音響波発生部６０は、上述したように光ファイバ１８の先端部分を覆うように設けられ、光ファイバ１８から出射された光を吸収して光音響波を発生するものである。光音響波発生部６０は、光ファイバ１８によって導光された光を吸収する光吸収体と、その光吸収体を含有する樹脂とを含む材料から形成される。光音響波発生部６０を形成する材料としては、例えば光を吸収する黒色の顔料が混合されたエポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはポリウレタン樹脂などの合成樹脂を用いることができる。また、カーボンブラックまたはＴｉＯ（酸化チタン）などのチタンブラックを上述した合成樹脂に混合するようにしてもよい。また、合成樹脂としては、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂、光硬化性樹脂などを用いることができる。光音響波発生部６０は、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂、光硬化性樹脂の接着力によって光ファイバ１８の先端部分と共に針管１５ａの内壁に固定される。なお、図２では、光ファイバ１８よりも光音響波発生部６０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６０は、光ファイバ１８の径と同程度の大きさであってもよい。
【００３７】
図２に示す穿刺針１５において、光ファイバ１８の先端すなわち光出射端は穿刺針１５の先端開口１５ｂから飛び出さないようにする必要があり、実際上の配置としては光ファイバ１８の先端は、穿刺針１５の先端開口１５ｂから飛び出ない範囲で、できるだけ穿刺針１５の先端近くに配置することが望まれている。そのため、光ファイバ１８の先端は針管１５ａの中空部１５ｃの長い方の内面すなわち下側の内面側に配置することが好ましい。また光ファイバ１８の先端部分は光音響波発生部６０によって針管１５ａの内面に固定されるため、光ファイバ１８を内面に固定し易くするためには、光ファイバ１８が上記下側の内面から浮くことなく下側の内面に押し付けられるようにして針管１５ａの中空部１５ｃに挿入されるとよい。
【００３８】
光ファイバ１８を針管１５ａの中空部１５ｃに挿入する際に、光ファイバ１８の先端が針管１５ａの下側の内面に押し付けられるように光ファイバ１８の挿入方向を制御するために、光ファイバ１８自身が真っ直ぐになろうとする力を考慮しつつ、針基１６のチャンバ１６ｆ内部における光ファイバ１８の挿入口付近すなわち光導入部１７の出口路１７ｂの出口付近の接点または固定点と、光ファイバ１８の出口付近すなわち第１チャンバ１６ｃ付近の接点を設定することにより自然に光ファイバ１８が中空部１５ｃに挿入される方向が決まるようにする必要がある。
【００３９】
本実施形態において、光ファイバ１８は、挿入路１７ａの入口路１７ｃから挿入され、出口路１７ｂを挿通して第３チャンバ１６ｅに挿入される。ここで出口路１７ｂは光ファイバ１８の挿入方向を規定するために入口路１７ｃに比べて径が小さく形成されているので、光ファイバ１８は出口路１７ｂ内ではその動きが規制される。従って本実施形態においては出口路１７ｂの出口すなわち挿入路１７ａのチャンバ側開口を第１の拘束点Ｙとする。
【００４０】
光ファイバ１８は、第１の拘束点Ｙで拘束された後、第３チャンバ１６ｅにおいて自由となり、その後、光ファイバ１８は針管１５ａの中空部１５ｃに向かうために湾曲し、第２チャンバ１６ｄ、第１チャンバ１６ｃの順に通過した後で、光ファイバ１８は針管１５ａの中空部１５ｃに挿入される。光ファイバ１８は第２チャンバ１６ｄから第１チャンバ１６ｃへ挿入する際に、第２チャンバ１６ｄと第１チャンバ１６ｃとの境界の内壁に接触する。従ってこの接触する点が第２の拘束点Ｘとなる。
【００４１】
ここで光導入部１７の挿入路１７ａにおけるチャンバ側開口近傍の光ファイバ１８の挿入方向の延長線すなわち挿入路１７ａの軸線と、第２の拘束点Ｘを通り、かつ針管１５ａの軸方向と平行な線とが交わる点を交点Ａする。そして交点Ａと第２の拘束点Ｘとの間の距離を距離ａ、第１の拘束点Ｙと交点Ａとの距離をｂとしたとき、本発明においては距離ａが距離ｂよりも長くなるように、すなわちａ＞ｂになるようにチャンバ１６ｆを設定する。
【００４２】
一般的に、光ファイバ１８の真っ直ぐになろうとする力つまり反発力により距離ａ区間に位置する光ファイバ１８と距離ｂ区間に位置する光ファイバとが同じ距離になろうとする力が働く。つまり光ファイバ１８がチャンバ１６ｆを通る実際の軌跡では、ａ＝ｂとなる点の近傍に光ファイバ１８が上記湾曲したときの凸部の頂点が位置することになる。本発明のように、ａ＞ｂとすることにより、距離ｂ区間の光ファイバ１８が距離ａ区間の光ファイバ１８の長さに合わせようとするので、図２に太線で示すように、上記頂点は交点Ａよりも光ファイバ１８の挿入方向の延長線上の先に位置する。
【００４３】
光ファイバ１８は、交点Ａよりも光ファイバ１８の挿入方向の延長線上の先に位置する点から第２の拘束点Ｘを通って針管１５ａの中空部１５ｃに挿入するので、図２に示すように、光ファイバ１８は第２の拘束点Ｘよりも上側から中空部１５ｃに挿入することになる。従って光ファイバ１８は、針管１５ａの中空部１５ｃ内において、上方から下方に向かって挿入されることになり、光ファイバ１８の先端は中空部１５ｃの下側の内壁すなわち長い方の内壁に押し付けられるので、光ファイバ１８を針管１５ａの下側の内壁に固定し易くなる。また光音響波発生部６０によって光ファイバ１８の先端を固定した場合に、光ファイバ１８が中空部１５ｃの内面から浮き難くなる。
【００４４】
なお距離ａと距離ｂとは、光ファイバ１８を確実に中空部１５ｃの下側の内壁に押し付けることができることから、ａ：ｂ＝３：２が好ましく、ａ：ｂ＝３：１がより好ましい。ただし本発明においては、この値に限られるものではなく、距離ａが距離ｂよりも少しでも長ければ上述した効果を得ることができる。
【００４５】
ここで図１４に上述した実施形態の穿刺針１５の比較例としての穿刺針１１５の先端部分の構成を示す断面図を示す。一般的に針基１６は、長手方向の大きさが小さいことが望まれているため、針基１６において光導入部１７を針管１５ａ側に位置させることにより距離ａを短くしている。図１４に示すように、ａ＜ｂになるようにチャンバ１６ｆが設定されている場合、光ファイバ１８の真っ直ぐになろうとする力つまり反発力により距離ａ区間に位置する光ファイバ１８と距離ｂ区間に位置する光ファイバとが同じ距離になろうとする力が働く。つまり光ファイバ１８がチャンバ１６ｆを通る実際の軌跡では、ａ＝ｂとなる点の近傍に光ファイバ１８が上記湾曲したときの凸部の頂点が位置することになるので、図１４に太線で示すように、上記頂点は交点Ａよりも光ファイバ１８の挿入方向の延長線上の挿入路１７ａ側すなわち下側に位置することになる。
【００４６】
光ファイバ１８は、交点Ａよりも光ファイバ１８の挿入方向の延長線上の下側に位置する点から第２の拘束点Ｘを通って針管１５ａの中空部１５ｃに挿入するので、図１４に示すように、光ファイバ１８は第２の拘束点Ｘよりも下側から中空部１５ｃに挿入することになる。従って光ファイバ１８は、針管１５ａの中空部１５ｃ内において、下方から上方に向かって挿入されることになり、光ファイバ１８の先端は中空部１５ｃの上側の内面すなわち短い方の内面に押し付けられ、光ファイバ１８の先端が針管１５ａの先端開口１５ｂから突出し易くなる。また光ファイバ１８の先端を中空部１５ｃの下側の内面すなわち長い方の内面に固定する際に、固定し難く、固定した後に光ファイバ１８が浮き易くなってしまう。
【００４７】
しかしながら本実施形態の穿刺針１５によれば、上述したように、ａ＞ｂになるようにチャンバ１６ｆを設定しているので、光ファイバ１８は、針管１５ａの中空部１５ｃ内において、上方から下方に向かって挿入されることになり、光ファイバ１８の先端は中空部１５ｃの下側の内面すなわち長い方の内面に押し付けられるので、光ファイバ１８を針管１５ａの下側の内面に固定し易くなる。また光音響波発生部６０によって光ファイバ１８の先端を固定した場合に、光ファイバ１８が中空部１５ｃの内面から浮き難くなる。
【００４８】
図１に戻り、超音波探触子１１は、本発明の音響波検出部に相当するものであり、例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６０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、およ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。例えば超音波探触子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、また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。
【００４９】
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、および制御部２８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、およびバスなどを有する。超音波ユニット１２には、光音響画像生成および超音波画像生成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および画像出力部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。
【００５０】
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、一部また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）、メモリおよ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。
【００５１】
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、および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（Integral Circuit）で構成される。
【００５２】
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およ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、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。
【００５３】
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、例えば整相加算などの画像再構成、検波および対数変換などを含む。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、検波および対数変換などを含む。画像出力部２６は、光音響画像と超音波画像とをディスプレイ装置などの画像表示部３０に出力する。
【００５４】
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。
【００５５】
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、例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。
【００５６】
次に、本実施形態の光音響計測装置１０の作用について説明する。まず、光音響画像生成処理について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００５７】
光音響画像生成処理において、フレームレート、１フレームあたりのレーザ発光数、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、レーザパルス数および電流などの光源駆動条件が決定されて、レーザユニット１３の駆動に用いられる。
【００５８】
光音響画像生成処理は、穿刺針１５が接続された光ケーブル７０のコネクタ７２がレーザユニット１３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（Ｓ１０）。レーザユニット１３から出射したパルスレーザ光は、光ケーブル７０によって導光され、穿刺針１５の光ファイバ１８に入射される。そして、パルスレーザ光は、穿刺針１５内の光ファイバ１８によって穿刺針１５の先端の近傍まで導光され、光音響波発生部６０に照射される。光音響波発生部６０はパルスレーザ光を吸収して光音響波を発生する（Ｓ１２）。なお、光音響画像生成処理においては、医師などのユーザにより、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る。
【００５９】
超音波探触子１１は、レーザ光の照射により光音響波発生部６０から発生した光音響波を検出する（Ｓ１４）。超音波探触子１１から出力された光音響波の検出信号は、受信回路２１で受信され、そのサンプリングデータが受信メモリ２２に格納される。光音響画像生成部２４は、データ分離部２３を介して光音響波の検出信号のサンプリングデータを受信し、光音響画像を生成する（Ｓ１６）。光音響画像生成部２４は、カラーマップを適用し、光音響画像における信号強度を色に変換してもよい。光音響画像生成部２４が生成した光音響画像は、画像出力部２６に入力され、画像出力部２６によって画像表示部３０に光音響画像が表示される（Ｓ１８）。
【００６０】
次に、超音波画像生成処理について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、制御部２８が、送信制御回路２７に超音波送信トリガ信号を送り、送信制御回路２７は、それに応答して超音波探触子１１から超音波を送信させる（Ｓ３０）。超音波探触子１１は、超音波の送信後、反射超音波を検出する（Ｓ３２）。そして、その検出信号は、受信回路２１で受信され、そのサンプリングデータが受信メモリ２２に格納される。超音波画像生成部２５は、データ分離部２３を介して超音波の検出信号のサンプリングデータを受信し、超音波画像を生成する（Ｓ３４）。超音波画像生成部２５は、カラーマップを適用し、超音波画像における信号強度を色に変換してもよい。超音波画像生成部２５が生成した超音波画像は、画像出力部２６に入力され、画像出力部２６によって画像表示部３０に超音波画像が表示される（Ｓ３６）。
【００６１】
なお、画像表示部３０においては、光音響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。
【００６２】
次に、本発明の挿入物のその他の実施形態を用いた穿刺針１５について説明する。
【００６３】
まず本発明にかかる第２の実施形態の穿刺針１５−２について説明する。図５は光ファイバ１８が敷設された第２の実施形態の穿刺針１５−２の先端部分の構成を示す断面図である。なお本実施形態の穿刺針１５−２において、図１に示す第１の実施形態の穿刺針１５と同様の構成については同符号で示して説明は省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００６４】
上述したように一般的に針基１６においては、コストや操作性の観点から長手方向の大きさが小さいことが望まれている。そこで本実施形態の穿刺針１５−２においては、図５中の点線Ｂ５で示すように、チャンバ１６ｆにおいて光導入部１７の出口路１７ｂすなわちチャンバ側開口よりも針管１５ａ側のチャンバ１６ｆの下壁１６ｈを高くする。つまり、チャンバ側開口よりも先端側のチャンバ１６ｆの下壁１６ｈが、チャンバ側開口から挿入路１７ａの下壁の延長線に沿って延び、この延長線よりも下方に折れ曲る形状を有し、折れ曲る折曲点において針管１５ａの軸と直交する線上で、折曲点から針管１５ａの軸までの距離がチャンバ１６ｆの上壁から針管１５ａの軸までの距離よりも短くする。本実施形態においてはこの折曲点が第１の拘束点Ｙとなる。なお第２チャンバ１６ｄの下側の斜面１６ｇの上記長手方向の距離は短くなり、チャンバ１６ｆにおいて針基１６の軸を挟んだ上下の形状が非対称となる。
【００６５】
上記構成にすることにより、上述した第１の実施形態の穿刺針１５と比較して、第１の拘束点Ｙの位置が交点Ａに近づくので、距離ｂが短くなる。従って距離ａを短く設定することができる。
【００６６】
次に本発明にかかる第３の実施形態の穿刺針１５−３について説明する。図６は光ファイバ１８が敷設された第３の実施形態の穿刺針１５−３の先端部分の構成を示す断面図である。なお本実施形態の穿刺針１５−３において、図５に示す第２の実施形態の穿刺針１５−２と同様の構成については同符号で示して説明は省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００６７】
本実施形態の穿刺針１５−３においては、図６中の点線Ｂ６で示すように、上述した第２の実施形態の穿刺針１５−２の構成に加えて、チャンバ１６ｆにおいて光導入部１７の出口路１７ｂよりも針基１６の後端側の第３チャンバ１６ｅの少なくとも一部の下壁を含むチャンバ１６ｆの下壁１６ｈを高くする。すなわち出口路１７ｂを構成するチャンバ１６ｆの下壁１６ｈを全て高くしている。これにより上述した第２の実施形態の穿刺針１５−２と比較して出口路１７ｂの軸方向の長さが長くなるので、出口路１７ｂにおいて光ファイバ１８を固定するための接着剤等を充填する場合に接着力を強化することができる。また光ファイバ１８を接着する長さを同じ長さとした場合、針基本体１６ａから突出する光導入部１７の長さを短くすることができるので、光導入部１７が邪魔にならない。
【００６８】
次に本発明にかかる第４の実施形態の穿刺針１５−４について説明する。図７は光ファイバ１８が敷設された第３の実施形態の穿刺針１５−４の先端部分の構成を示す断面図である。なお本実施形態の穿刺針１５−４において、図５に示す第２の実施形態の穿刺針１５−２と同様の構成については同符号で示して説明は省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００６９】
本実施形態の穿刺針１５−４においては、図７中の点線Ｂ７で示すように、上述した第２の実施形態の穿刺針１５−２の構成に加えて、チャンバ１６ｆにおいて光導入部１７の出口路１７ｂよりも針管１５ａ側の第３チャンバ１６ｅおよび第３チャンバ１６ｅと連通する第２チャンバ１６ｅの少なくとも一部をさらに高くして、図７に示すように、針基１６の軸よりも下側の第２チャンバ１６ｄおよび第３チャンバ１６ｅの少なくとも一部の高さを第１チャンバ１６ｃの高さと一致させる。すなわち入路１７ａのチャンバ側開口より先端側のチャンバの下壁１６ｊが、チャンバ側開口から挿入路１７ａの下壁の延長線に沿って延び、この延長線よりも下方に折れ曲る形状を有し、折れ曲る折曲点を通って針管１５ａの中空部１５ｃの下面と同じ高さで形成される。本実施形態においてはこの折曲点が第１の拘束点Ｙとなる。
【００７０】
上記構成にすることにより、上述した第１〜第３の実施形態の穿刺針１５，１５−２，１５−３と比較して第１の拘束点Ｙの位置がさらに交点Ａに近づくので、距離ｂがさらに短くなる。従って距離ａをさらに短く設定することができる。
【００７１】
次に本発明にかかる第５の実施形態の穿刺針１５−５について説明する。図８は光ファイバ１８が敷設された第５の実施形態の穿刺針１５−５の先端部分の構成を示す断面図である。なお本実施形態の穿刺針１５−５において、図７に示す第４の実施形態の穿刺針１５−４と同様の構成については同符号で示して説明は省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００７２】
本実施形態の穿刺針１５−５においては、図８中の点線Ｂ８で示すように、上述した第４の実施形態の穿刺針１５−４の構成に加えて、チャンバ１６ｆにおいて光導入部１７の出口路１７ｂよりも針基１６の後端側の第３チャンバ１６ｅの少なくとも一部の下壁を含むチャンバ１６ｆの下壁１６ｊを高くする。すなわち出口路１７ｂを構成するチャンバ１６ｆの下壁１６ｊを全て高くしている。これにより出口路１７ｂの軸方向の長さが上述した第３の実施形態の穿刺針１５−３よりもさらに長くなるので、出口路１７ｂにおいて光ファイバ１８を固定するための接着剤等を充填する場合に接着力をより強化することができる。また光ファイバ１８を接着する長さを同じ長さとした場合、針基本体１６ａから突出する光導入部１７の長さをさらに短くすることができるので、光導入部１７が邪魔にならない。
【００７３】
次に本発明にかかる第６の実施形態の穿刺針１５−６について説明する。図９は光ファイバ１８が敷設された第６の実施形態の穿刺針１５−６の先端部分の構成を示す断面図である。なお本実施形態の穿刺針１５−６において、図７に示す第４の実施形態の穿刺針１５−４と同様の構成については同符号で示して説明は省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００７４】
本実施形態の穿刺針１５−６においては、図９中の点線Ｂ９で示すように、上述した第４の実施形態の穿刺針１５−４の構成に加えて、チャンバ１６ｆの上壁ｎが、チャンバ１６ｆの針管１５ａ側開口から第２チャンバ１６ｄの後端側まで後方に向かうにつれて高く形成される。すなわち第１チャンバ１６ｅの上壁ｎが傾斜を有し、針管１５ａから第２チャンバ１６ｄの後端側までがテーパ形状となる。
【００７５】
上記構成にすることにより、第１の拘束点Ｙの位置がチャンバ１６ｆの先端と針管１５ａの境界に位置し、第１の拘束点Ｙの位置が先端側に移動するので、距離ａを長く設定することができる。
【００７６】
次に本発明にかかる第７の実施形態の穿刺針１５−７について説明する。図１０は光ファイバ１８が敷設された第７の実施形態の穿刺針１５−７の先端部分の構成を示す断面図である。なお本実施形態の穿刺針１５−７において、図９に示す第６の実施形態の穿刺針１５−６と同様の構成については同符号で示して説明は省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００７７】
本実施形態の穿刺針１５−７においては、図１０中の点線Ｂ１０で示すように、上述した第６の実施形態の穿刺針１５−６の構成に加えて、チャンバ１６ｆにおいて光導入部１７の出口路１７ｂよりも針基１６の後端側の第３チャンバ１６ｅの少なくとも一部の下壁を含むチャンバ１６ｆの下壁１６ｊを高くする。すなわち出口路１７ｂを構成するチャンバ１６ｆの下壁１６ｊを全て高くしている。これにより出口路１７ｂの軸方向の長さが上述した第３の実施形態の穿刺針１５−３よりもさらに長くなるので、出口路１７ｂにおいて光ファイバ１８を固定するための接着剤等を充填する場合に接着力をより強化することができる。また光ファイバ１８を接着する長さを同じ長さとした場合、針基本体１６ａから突出する光導入部１７の長さをさらに短くすることができるので、光導入部１７が邪魔にならない。
【００７８】
次に本発明にかかる第８の実施形態の穿刺針１５−８について説明する。図１１は光ファイバ１８が敷設された第８の実施形態の穿刺針１５−８の先端部分の構成を示す断面図である。なお本実施形態の穿刺針１５−８において、図１に示す第１の実施形態の穿刺針１５と同様の構成については同符号で示して説明は省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００７９】
本実施形態の穿刺針１５−８は、図１１に示すように、光導入部１７の挿入路１７ａの内径が挿入路１７ａの軸方向において等しい径であり、挿入路１７ａの内径が上述した第１の実施形態の挿入路１７ａの出口路１７ｂよりも大きい径、すなわち入口路１７ｃと同じ径で形成されている。本実施形態においては挿入路１７ａ内での光ファイバ１８の動きを規制するために挿入路１７ａには接着剤が充填される。本実施形態においては、図１１に示すように、接着剤のチャンバ１６ｆ側端面が挿入路１７ａの内部に位置し、接着剤のチャンバ１６ｆ側端面までが光ファイバ１８の動きを規制するので、この端面上に第１の拘束点Ｙを設定する。すなわち、光ファイバ１８が挿入路１７ａに挿入されて、光ファイバ１８が針管１５ａの中空部１５ｃに挿入するまでの間に光ファイバ１８がチャンバ１６ｆの下側の内面に接触しない。
【００８０】
上記のような構成においては、上述した第１の実施形態の穿刺針と比べて、第１の拘束点Ｙは交点Ａから離れてしまう。このため距離ｂが長くなってしまうので、挿入路１７ａの径が大きい場合には、光ファイバ１８が針管１５ａの内面から浮いてしまうのを防止するために、図１１中の点線Ｂ１１で示すように、上述した第１の実施形態の穿刺針１５よりも距離ａの長さを十分に長くする。こうすることでチャンバ１６ｆにおいてａ＞ｂを実現することができる。
【００８１】
次に本発明にかかる第９の実施形態の穿刺針１５−９について説明する。図１２は光ファイバ１８が敷設された第９の実施形態の穿刺針１５−９の先端部分の構成を示す断面図である。なお本実施形態の穿刺針１５−９において、図１１に示す第８の実施形態の穿刺針１５−８と同様の構成については同符号で示して説明は省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００８２】
本実施形態の穿刺針１５−９は、図１２に示すように、光ファイバ１８を被覆する保護チューブ２０を備え、保護チューブ２０に被覆された光ファイバ１８が挿入路１７ａに挿入される。なお保護チューブ２０と光ファイバ１８との間には接着剤１９が充填されており、接着剤１９のチャンバ１６ｆ側の端面上に第１の拘束点Ｙが位置することになる。なお本実施形態においては保護チューブ２０の長手方向全てに接着剤を充填したが、本発明はこれに限られるものではなく、薬剤等のチャンバ１６ｆからの流入を防止するために、チャンバ１６ｆ側の開口の一部のみに接着剤を充填してもよい。
【００８３】
本実施形態のように、挿入路１７ａの内径が上述した第１の実施形態の挿入路１７ａの出口路１７ｂよりも大きい径で形成されている場合には、保護チューブ２０を使用することにより、挿入路１７ａ内での光ファイバ１８の動きを規制することができる。また図１２に示すように、保護チューブ２０の先端をチャンバ１６ｆ側に少なくとも一部突出させて保護チューブ２０を配設することにより、第１の拘束点Ｙの位置が交点Ａに近づくので、距離ｂが短くなる。従って距離ａを短く設定することができる。
【００８４】
次に本発明にかかる第１０の実施形態の穿刺針１５−１０について説明する。図１３は光ファイバ１８が敷設された第１０の実施形態の穿刺針１５−１０の先端部分の構成を示す断面図である。なお本実施形態の穿刺針１５−１０において、図１１に示す第８の実施形態の穿刺針１５−８と同様の構成については同符号で示して説明は省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【００８５】
本実施形態の穿刺針１５−１０は、図１３に示すように、挿入路１７ａ内での光ファイバ１８の動きを規制するために挿入路１７ａには接着剤が充填される。本実施形態においては、図１３に示すように、接着剤のチャンバ１６ｆ側端面が挿入路１７ａの内部に位置し、接着剤のチャンバ１６ｆ側端面までが光ファイバ１８の動きを規制するが、光ファイバ１８は接着剤のチャンバ１６ｆ側端面から出ると、挿入路１７ａの挿入方向から曲がって、針基本体１６ａと光導入部１７との境界に接触するので、この接触点に第１の拘束点Ｙを設定する。
【００８６】
上記のような構成においては、上述した第１の実施形態の穿刺針と比べて、第１の拘束点Ｙは交点Ａから離れてしまう。このため距離ｂが長くなってしまうので、挿入路１７ａの径が大きい場合には、光ファイバ１８が針管１５ａの内面から浮いてしまうのを防止するために、図１３中の点線Ｂ１３で示すように、上述した第１の実施形態の穿刺針１５よりも距離ａの長さを十分に長くする。こうすることでチャンバ１６ｆにおいてａ＞ｂを実現することができる。
【００８７】
ここで図１５〜図１７に上述した第８〜第１０の実施形態の穿刺針１５−８，１５−９，１５−１０の比較例としての穿刺針１１５の先端部分の構成を示す断面図をそれぞれ示す。一般的に光導入部１７の挿入路１７ａに光ファイバ１８を挿入した際には、挿入路１７ａ内はチャンバ１６ｆまで接着剤を充填することにより光ファイバ１８を固定している。
【００８８】
一方、針基１６は、コストや操作性の観点から、長手方向の大きさが小さいことが望まれているため、針基１６において光導入部１７を針管１５ａ側に位置させることにより距離ａを短くしている。図１５においては、光ファイバ１８は挿入路１７ａの軸に沿って配置されているのに対して、図１６においては、光ファイバ１８を挿入路１７ａの下側内面に沿って配置することにより図１５の穿刺針１１５よりも距離ａの長さを短くしている。また図１７に示すように、上述した第１０の実施形態と同様に、針基本体１６ａと光導入部１７との境界に第１の拘束点Ｙを設定する場合であっても、距離ａが距離ｂよりも短くなるように設定されている。
【００８９】
上述した第８〜第１０の実施形態の穿刺針１５−８，１５−９，１５−１０においては、図１５〜図１７に示す比較例の穿刺針１１５のように、光ファイバ１８のチャンバ１６ｆへの挿入方向、挿入位置が変わり得る場合であっても、チャンバ１６ｆの先端開口から光導入部１７までの長さ、接着剤のチャンバ１６ｆ側端面に位置、保護チューブ２０の内径、保護チューブ２０の先端の位置、光ファイバ１８の挿入角度等を設定することにより、十分にａ＞ｂを満たすことができる。
【００９０】
なお、上記実施形態では、挿入物として穿刺針１５を考えたが、これには限定されない。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。
【００９１】
また、本発明の挿入物は、注射針のような針には限定されず、生体検査に用いられる生検針であってもよい。すなわち、生体の検査対象物に穿刺して検査対象物中の生検部位の組織を採取可能な生検針であってもよい。その場合には、生検部位の組織を吸引して採取するための採取部（吸入口）において光音響波を発生させればよい。また、針は、皮下および腹腔内臓器など、深部までの穿刺を目的とするガイディングニードルとして使用されてもよい。また、内視鏡内を経て、鉗子口から出る針に用いてもよい。
【００９２】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の挿入物および光音響計測装置は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正および変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 光音響計測装置
１１ 超音波探触子
１２ 超音波ユニット
１３ レーザユニット
１４ 光ファイバ
１４ａ 光出射端
１４ｂ 側面
１５，１１５ 穿刺針
１５ａ 針管
１５ｂ 先端開口
１５ｃ 中空部
１５ｄ 後端部
１６ 針基
１６ａ 針基本体
１６ｂ 前端部
１６ｃ 第１チャンバ
１６ｄ 第２チャンバ
１６ｅ 第３チャンバ
１６ｆ チャンバ
１６ｇ 下側の斜面
１６ｈ 下壁
１６ｊ 下壁
１６ｎ 上壁
１７ 光導入部
１７ａ 挿入路
１７ｂ 出口路
１７ｃ 出口路
１８ 光ファイバ
１９ 接着剤
２０ 保護チューブ
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
３０ 画像表示部
６０ 光音響波発生部
７０ 光ケーブル
７２ コネクタ
Ａ 交点
Ｙ 第１の拘束点
Ｘ 第２の拘束点
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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