(57)【要約】【課題】  視野の大きさに応じて適切な装置構成となる光音響装置を提供すること。【解決手段】  視野の大きさに応じて、被検体に照射する光の照射範囲、及び光量を調整可能に構成されている光音響装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射する光出射部と、
光が照射された前記被検体から生じた超音波を検出して電気信号を出力する超音波探触子と、
前記電気信号に少なくとも基づいて、前記被検体に関する情報を取得する情報取得部と、
前記被検体に照射される光の照射範囲を調整可能に構成されている光学系調整部と、
前記被検体に照射される光の光量を調整可能に構成されている光量調整部と、を有する光音響装置であって、
前記光学系調整部は、前記光音響装置の視野の大きさに応じて、前記照射範囲を変更可能に構成されており、
前記光量調整部は、前記光音響装置の視野の大きさに応じて、前記光量を変更可能に構成されていることを特徴とする光音響装置。
【請求項２】
前記視野は、前記光音響装置によって前記超音波を検出する感度が最大値となる位置から、前記最大値の半分の値となる位置までの領域であることを特徴とする請求項１に記載の光音響装置。
【請求項３】
前記視野は、検出素子のサイズ、検出素子が設けられる位置、検出素子の受信周波数の特性に少なくとも依存して決まることを特徴とする請求項１または２に記載の光音響装置。
【請求項４】
前記超音波探触子は、お椀状の支持部と、前記支持部に設けられた、超音波を検出する複数の検出素子と、を含み構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光音響装置。
【請求項５】
前記検出素子の超音波を検出する面が円形であり、
前記視野は、前記検出する面の半径、前記お椀状の支持部の半径、前記検出素子の受信周波数の最大値に少なくとも依存して決まることを特徴とする請求項４に記載の光音響装置。
【請求項６】
前記光学系調整部は、互いに異なる焦点距離を有する複数のレンズを有し、かつ、前記光出射部から出た光は前記複数のレンズのうちのいずれかを通って前記被検体に光が照射されるように構成されており、
前記視野の大きさに応じて、前記光出射部から出た光が通る前記レンズが異なることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光音響装置。
【請求項７】
前記光音響装置は前記視野の大きさの異なる前記超音波探触子を取り替え可能な構造であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光音響装置。
【請求項８】
前記光学系調整部は、前記光出射部に含まれる少なくとも１つのレンズの光軸方向の位置を移動させることで、前記照射範囲を変更可能に構成されていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光音響装置。
【請求項９】
前記光量調整部は、λ／２波長板と偏光ビームスプリッタを有することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光音響装置。
【請求項１０】
前記光量調整部は、前記偏光ビームスプリッタで反射された光を吸収可能な光吸収部材をさらに有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光音響装置。
【請求項１１】
前記光量調整部は、透過率が互いに異なる複数の光学フィルタを有することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光音響装置。
【請求項１２】
前記支持部はハンドヘルド型であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体（生体）の血管内にあるヘモグロビンを画像化する方法の１つとして、光超音波を利用した光音響トモグラフィー（Ｐｈｏｔｏ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下、ＰＡＴと略す）がある。ＰＡＴを利用した装置（以下、光音響装置と略す）は、少なくとも光源、プローブ（探触子）とを有する。
【０００３】
まず、光源から発生したパルス光が被検体表面（生体表面）に照射されると、光は被検体内を拡散しながら伝搬する。被検体内の光吸収体は、伝搬してきた光を吸収して体積膨張し、その際に光音響波を発生する。この光音響波を探触子にて検出し、検出信号として出力し、その検出信号を解析することにより、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。ＰＡＴにおいて光吸収により被検体内の光吸収体から得られる超音波の音圧Ｐは次式で表すことができる。
【０００４】
Ｐ＝Г・μａ・Φ                            （１）
上記式（１）において、Ｐは初期音圧である。Гは弾性特性値であるグリューナイゼン係数であり、体積膨張係数βと音速ｃの二乗の積を比熱Ｃｐで割ったものである。μａは光吸収体の吸収係数、Φは光吸収体に吸収される光量である。この式から分かるように、任意の位置の初期音圧に対して、その位置に到達する光量を考慮することにより、吸収係数を得ることができる。吸収係数は光吸収体によって異なるため、被検体の吸収係数の分布を得ることで、被検体を構成する光吸収体の分布、例えば血管の分布などがわかる。
【０００５】
特許文献１には、半球型のカップの内壁に探触子が複数配置された探触子群による光音響計測装置の構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１１２１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、本発明者は課題を見いだした。すなわち、光音響装置は、被検体の大きさによって視野を変えることが好ましい。
【０００８】
小さい被検体、例えば指１本の第１関節付近をＰＡＴ計測したい場合、必要以上に広いＦＯＶを設定して光を照射すると、被検体以外からの信号や注目したい範囲以外からの信号が発生することがある。その結果、それらがノイズとなり計測結果の精度低下をもたらす可能性がある。上記特許文献１には、視野の大きさを変更することに関する開示がなく、視野の大きさの変更時に、適切な装置構成や設定が必要である。
【０００９】
本発明は以上の問題点に鑑み、視野の変更に応じて適切な装置構成となる光音響装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る光音響装置は、被検体に光を照射する光出射部と、光が照射された前記被検体から生じた超音波を検出して電気信号を出力する超音波探触子と、前記電気信号に少なくとも基づいて、前記被検体に関する情報を取得する情報取得部と、前記被検体に照射される光の照射範囲を調整可能に構成されている光学系調整部と、前記被検体に照射される光の光量を調整可能に構成されている光量調整部と、を有する光音響装置であって、前記光学系調整部は、前記光音響装置の視野の大きさに応じて、前記照射範囲を変更可能に構成されており、前記光量調整部は、前記光音響装置の視野の大きさに応じて、前記光量を変更可能に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る光音響装置によれば、視野の大きさに応じて、被検体に照射する光の照射範囲、及び光量を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１における、光音響装置の全体構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態１における、光エネルギー分布の変化を説明する図である。
【図３】光量調整部を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態２における、光音響装置の全体構成、及び光学系調整部を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態３における、光音響装置の全体構成、及び光学系調整部を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態４における、光音響装置の全体構成、及び光学系調整部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明するが、一例であり、これらに限られない。
【００１４】
本発明の実施形態に係る光音響装置は、検体に光を照射する光出射部と、光が照射された被検体から生じた超音波を検出して電気信号を出力する超音波探触子と、電気信号に少なくとも基づいて、前記被検体に関する情報を取得する情報取得部とを有する。そして、被検体に照射される光の照射範囲を調整可能に構成されている光学系調整部と、被検体に照射される光の光量を調整可能に構成されている光量調整部とを有する。さらに、光学系調整部は、光音響装置の視野の大きさに応じて、照射範囲を変更可能に構成されている。そして、光量調整部は、光音響装置の視野の大きさに応じて被検体に照射される光量を変更可能に構成されていることを特徴とする。本実施形態に係る光音響装置は、このような構成を備えるため、視野に応じて、最適な光量、そして、最適な照射範囲とできる。その結果、視野に応じた適切な光音響画像が得られる。
【００１５】
（視野）
本実施形態において視野とは、本実施形態に係る光音響装置によって高解像度で光音響画像を取得できる領域である。例えば、視野は、本実施形態に係る光音響装置によって超音波を検出する感度が最大値となる位置から、最大値の半分の値となる位置までの領域とすることができるが、最大値の半分の値に限定されるものではない。このときの視野領域は、例えば、感度が最大値となる位置から、最大値の半分の値となる位置までを半径とする球の領域となる。
【００１６】
なお、球殻上に配置した超音波の検出素子を用いて光音響画像を形成する場合、本実施形態に係る視野は、検出素子のサイズ、検出素子が設けられる位置、検出素子の受信周波数の特性、といったパラメータに少なくとも依存して決めることができる。
【００１７】
また、お椀状の支持部と、支持部に設けられた、超音波を検出する複数の検出素子と、を含み構成される超音波探触子を用いる場合、検出する面の半径、前記お椀状の支持部の半径、前記検出素子の受信周波数の最大値に少なくとも依存して決めることができる。このとき、検出素子の超音波を検出する面が円形である。
【００１８】
以下では、視野をＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ  Ｏｆ  Ｖｉｅｗ）と言い換えることがある。
【００１９】
（実施形態１）
（光音響装置）
本実施形態に係る光音響装置の概略図を図１（ａ）、（ｂ）に示す。図１（ａ）と図１（ｂ）に示す装置は同一の装置構成を有する。図１（ａ）、（ｂ）に示される２つの超音波探触子１０６は互いに視野（ＦＯＶ）の大きさが互いに異なる構成であり、取り替え可能な構成となっている。図１（ａ）はＦＯＶの広い超音波探触子１０６を取り付けた状態を示し、図１（ｂ）はＦＯＶの狭い超音波探触子１０６を取り付けた状態を示す。すなわち、図１（ａ）は、広い範囲のＦＯＶに対する光音響計測を行う場合の例を示し、図１（ｂ）は狭い範囲のＦＯＶの場合の例を示す。
【００２０】
本実施形態において、広いＦＯＶに対応する場合と狭いＦＯＶに対応する場合の計測系の切り替えは、光学系調整部１１７に取り付けられた２つのお椀型センサ（超音波探触子）１０６を光ファイバ１０３の出射端に対して平行移動させて行う。なお、お椀型センサ（超音波探触子）１０６は周辺の光学系であるレンズ１０４、１１２、ガラス部材１０５も含む。
【００２１】
この光音響装置は以下を備える。図１（ａ）、図１（ｂ）において被検体１１１、１１６は、開口部を有するメッシュ部材１１０と防水シート部材１０９で構成された撮像タブ１０８により保持される。被検体１１１、あるいは被検体１１６から伝播する光音響波の受信は、水１０７と接する内壁面に複数の音響検出器１１３を有するお椀型センサ１０６で行われる。さらに、２つのお椀型センサ１０６の位置を制御するための光学系調整部１１７、光を生成する光源部１００、被検体１１１あるいは被検体１１６に対して光を照射する光出射部（照明光学系）１１４を備える。照明光学系１１４は、光量調整部１０１、光量モニタ１０２、光ファイバ１０３、光ファイバ１０３の出射光を被検体１１１又は１１６に所望の大きさに形成するレンズ１０４、１１２、お椀型センサ１０６の底面に取り付けられたガラス部材１０５を含む。音響検出器１１３からの光音響波信号は同軸ケーブルなどを介して信号受信部１１５に伝送される。信号受信部１１５では、光音響波信号を増幅するとともにＡ／Ｄ変換して光音響波デジタル信号を信号処理部１２３に送出し、信号処理部１２３では光音響波デジタル信号の積算処理などを行い被検体情報を生成するものとする。
【００２２】
ＦＯＶは、超音波探触子の変更によって変えることができる。例えば、超音波探触子に音響検出器が複数含まれる場合、使用する音響波検出器の数や、使用する音響波検出器の位置を変えることで、ＦＯＶは変わる。
【００２３】
上記のように、超音波探触子、及び光出射部は、ＦＯＶの大きさに応じて取り替え可能な構造であってもそうでなくてもよい。
【００２４】
なお、撮像対象である被検体１１１、１１６は、たとえば乳腺科における乳がん診断では乳房であり、皮膚科や整形外科における血管診断では手・足である。以下、光音響計測装置の各構成について詳しく説明する。
【００２５】
以上説明した光音響計測装置を用いてＰＡＴ計測を行えば、被検体に対する照明光の光量、及び照明範囲が、ＦＯＶが変更になった場合でも、その変更量に応じて最適化されるためＳ／Ｎ比が高い画像を得ることができる。
【００２６】
以下、本実施形態に係る光音響計測装置を構成する各部位について説明する。
【００２７】
（光源部）
本実施形態における光源部１００からは、生体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される波長のパルス光が出射される。本実施形態において使用する波長は、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。また効率的に光音響波を発生させるために、パルス幅は１０〜１００ナノ秒程度が好適である。光源としては大出力が得られるレーザが好ましいが、レーザの代わりに発光ダイオード（ＬＥＤ）やフラッシュランプ等を用いることもできる。レーザとしては、固体レーザ、ガスレーザ、色素レーザ、半導体レーザなど様々なレーザを使用できる。照射のタイミング、波形、強度等は光源制御部によって制御される。なお、この光源制御部は光源と一体化されていても良い。また、光源部１００は本実施形態の光音響装置と別体として設けられていても良い。
【００２８】
なお、本実施形態における光源部１００は、複数の波長の光を出射可能な光源であってもよい。
【００２９】
（光量調整部）
本実施形態における光量調整部１０１の構成を図２（ａ）、図２（ｂ）に示す。光量を調整する目的は、ＦＯＶの大きさに応じて被検体へ照射する照明光の光エネルギー量を増量、あるいは減量を行うことである。
【００３０】
図２（ａ）に示す光量調整部１０１は、λ／２波長板１１８、偏光ビームスプリッタ１１９、偏光ビームスプリッタで反射された光を吸収可能な光吸収部材１２０を有する。光源部１００から出た直線偏光を有する光は、λ／２波長板１１８と通過後、偏光ビームスプリッタ１１９のビームスプリット面で、Ｐ偏光の光（ビームスプリット面を透過）とＳ偏光の光（ビームスプリット面を反射）に分離される。ここでλ／２波長板１１８を光軸中心に回転させることにより、光源部１００からの直線偏光光の偏光方向を任意の方向に変更出来るため、偏光ビームスプリッタ１１９を出射するＰ偏光の光とＳ偏光の光の比率を任意に設定する事が出来る。被検体に照射する照明光の光エネルギー量を増やしたい時は、Ｐ偏光成分の光が増えるような回転角位置にλ／２波長板１１８を設定し、逆に光エネルギー量を減らしたい時はＳ偏光成分の光が増えるようにλ／２波長板１１８の回転角を設定すれば良い。光吸収部品１２０は、被検体に向かわないＳ偏光成分の光を吸収するための物であり、迷光の発生を抑制する。
【００３１】
一方、図３（ｂ）は、図３（ａ）とは異なる光学部品で構成した光量調整部の説明図である。透過率が互いに異なる複数の光学フィルタ（ＮＤフィルタ）１２２を円盤１２１に取り付け、その円盤１２１を回転させて所望の透過率を有するＮＤフィルタを選定し、照明光の光量を調節している。
【００３２】
（光学系調整部）
本実施形態における光学系調整部は、被検体に照射する照明光の照射範囲を調整可能に構成されている。１つのお椀型センサと１つの光学系が一体化（以下、光学系一体型センサ、あるいは光学系一体型プローブと呼ぶ）されており、光音響計測装置には複数の光学系一体型センサが配置されている。光学系の焦点距離は互いに異なり、ＦＯＶの大きさに応じて所望の照射範囲になる光学系一体型センサを選択している。図１（ａ）、（ｂ）に、２つの光学系一体型センサが搭載されている光音響計測装置を示す。２つのお椀型センサ１０６のそれぞれに、互いに焦点距離の異なる複数のレンズ１０４、１１２が取り付けられている。また、光出射部から出た光がこの複数のレンズのうちいずれかを通って被検体に光が照射されるように構成されている。そして、ＦＯＶの大きさに応じて、光出射部から出た光が通る前記レンズが変わるように構成されている。２つの光学系一体型センサは移動可能な光学系調整部１１７に取り付けられている。また、光出射部に含まれる少なくとも１つのレンズの光軸方向の位置を移動させて、ＦＯＶの大きさに応じて変わる照射範囲を変更してもよい。
【００３３】
（情報取得部）
本実施形態における情報取得部は、支持部（筐体）（図１（ａ）の１０６に相当）と、支持部に設けられた複数の検出素子（図１（ａ）の１１３）を有する。
【００３４】
（支持部）
本実施形態における支持部は、後述する曲面状の筐体（お椀状の筐体）であっても良いし、超音波プローブのような手持ちサイズのハンドヘルド型の支持部であってもよい。
【００３５】
ここで、被検体が乳房である場合、乳房を平板状の保持部で保持するよりも、曲面状の支持部で保持する方が乳房にかかる圧力が小さいため、被検者への負担が小さい。そこで、複数の検出素子が設けられたお椀状の支持部を用いることができる。本実施形態では、半球形状の支持部を例に説明する。なお、半球形状以外にも、略半球形状、円錐台形状、角錐台形状、かまぼこ形状等であってもよい。また、略半球形状とは、球の中心と球の頂点とを結ぶ線と、球の中心と球の淵とを結ぶ線とのなす角度ｘが９０°より小さくてもよいし、９０°より大きくてもよい。ｘが９０°の場合が、半球形状である。また、複数のお椀型センサを実施形態１の様に１台の光音響計測装置に取り付け換える構成の場合、お椀型センサの大きさは互いに異なっていても良い。
【００３６】
（検出素子）
本実施形態における検出素子は、パルス光により生体表面及び生体内部で発生する光音響波を検出して検出信号を出力する。検出素子は、光音響波を電気信号に変換するためのものである。圧電現象を用いた検出素子、光の共振を用いた検出素子、静電容量の変化を用いた検出素子など、光音響波を検出できるものであればどのような検出素子を用いてもよい。圧電現象を用いた検出素子としては、Ｐｉｅｚｏ  ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ  （ＰＭＵＴ）が挙げられる。また、静電容量の変化を用いた検出素子としては、Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ  （ＣＭＵＴ）が挙げられる。ＣＭＵＴは、広い周波数帯域の光音響波を検出できるため、検出素子としてより好ましい。
【００３７】
高解像な光音響画像を得るために、複数の検出素子を２次元または３次元に配列して走査させることが望ましい。被検体や保持部の表面で反射した光や、被検体内部を散乱して被検体から出てきた光を再び被検体に戻すために、探触子の表面に金膜などの反射膜を設けていても良い。
【００３８】
（情報取得部）
本実施形態における情報取得部は、測定部によって出力された電気信号を処理して、被検体に関する情報を取得する。そのような意味で、信号処理部と言い換えることもできる。
【００３９】
本実施形態に係る情報取得部は、測定部で受信した信号を用いて被検体内の吸収係数分布等の光学特性値分布情報に関連したデータを形成するものである。被検体内の吸収係数分布を算出する際には、一般的には、測定部から出力された電気信号に基づいて被検体内の初期音圧分布を算出し、さらに被検体内の光フルエンスを考慮することにより、吸収係数分布を算出する。初期音圧分布の形成に関しては、例えばタイムドメインでの逆投影を用いることができる。
【００４０】
（表示部）
本実施形態における光音響装置は、情報取得部で形成される画像を表示する表示部を有していてもよい。表示部として典型的には液晶ディスプレイなどが利用される。
【００４１】
（被検体（光吸収体）
これらは本実施形態の光音響装置の一部を構成するものではないが、以下に説明する。光音響効果を用いた本実施形態の光音響装置は、血管の撮影、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主な目的とする。被検体内部の光吸収体としては、使用する光の波長にもよるが、被検体内で相対的に吸収係数が高いものである。具体的には水や脂肪、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなどが挙げられる。
【００４２】
被検体に関する情報とは、光吸収係数や、酸素飽和度等が挙げられる
（実施形態２）
本発明の実施形態２に係る光音響装置の構成を図４（ａ）に示す。実施形態１に係る光音響装置と異なる構成を中心に説明し、共通する事項は説明を省略する。
【００４３】
実施形態１の光学系調整部は、ＦＯＶの大きさに応じて、光学系とお椀型センサが一体となった構成であった。本実施形態に係る光学系調整部２０６、及び２０９は、お椀型センサ２１１は１個で、その１個のお椀型センサ２１１に対して焦点距離が互いに異なる複数のレンズ２０４、２０５が、例えばＹ方向に移動することで、焦点距離を変更可能となっている。
【００４４】
（実施形態３）
本発明の実施形態３に示す光学系調整部の構成を図５（ａ）、（ｂ）に示す。実施形態１に係る光音響計測装置と異なる構成を中心に説明し、共通する事項は説明を省略する。１つのお椀型センサ３１０と、凸レンズ３０４、凹レンズ３０７、及び開口（アパーチャ）３０５を含む１組の光学系を有し、凸レンズ３０４と凹レンズ３０６との間隔が変更可能な構成となっている。レンズ間の間隔を変えることにより光学系の焦点距離が変わり、被検体３０８や被検体３０９への照明光の照射範囲を変えることができる。
【００４５】
（実施形態４）
本発明の実施形態４における光学系調整部の構成を図６（ａ）、（ｂ）に示す。実施形態１に係る光音響計測装置と異なる構成を中心に説明し、共通する事項は説明を省略する。複数個の光源４０２からの光を、シリンドリカルレンズ４０３、４０４を用いて照射面上で所望大きさのシート状ビームに成形している。前述の実施形態３と同様に、レンズ間の相対間隔、あるいは光源４０２とシリンドリカルレンズ４０３の相対間隔を変更する事により被検体への照明光の照射範囲を変えることができる。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
図１（ａ）の被検体１１１、及び図１（ｂ）の被検体１１６に照射される照明光の光量分布の違いを具体例を示して説明する。
【００４７】
図１（ａ）の被検体１１１は、例えば手のひら、あるいは足の裏であり、ＦＯＶの範囲はφ４０ｍｍとする。ＦＯＶφ４０ｍｍに対する照明光の照射範囲は、最低限ＦＯＶ全域に照明光が照射されることが好ましく、ここではＦＯＶの１０％増しのφ４４ｍｍとする。照射範囲の定量的な定義は、照射範囲内における照明光の光エネルギー密度分布に対して、その最大光エネルギー密度の値に対して１／ｅ２まで光エネルギー密度が減少する位置を照射範囲としている。
【００４８】
一方、図１（ｂ）に示す被検体１１６は、例えば手の指１本であり、被検体１１１に対するＦＯＶに比べて狭い範囲となっている。ここではＦＯＶφ２０ｍｍとし、照明範囲はφ２２ｍｍとする。
【００４９】
図２（ａ）は図１（ａ）の一部を拡大した図であり、同じく図２（ｂ）は図１（ｂ）の一部を拡大した図であり、光ファイバ１０３の出射端から被検体１１１、あるいは被検体１１６の間にある光学部品の配置を中心に記載している。ここで図１（ａ）、（ｂ）に示したメッシュ部材１１０と防水シート部材１０９は、説明を簡単にするため除外している。
【００５０】
図２（ｃ）に示す光エネルギー密度の分布は、図２（ａ）の被検体１１１の表面付近での分布である。ＦＯＶφ４０ｍｍに対してφ４４ｍｍ（＠１／ｅ２）の範囲を照明している。また、光エネルギー密度の最大値は６．１ｍＪ／ｃｍ２であり、人体の皮膚に対するＭＰＥ値（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ：最大許容露光量）＝１４．１ｍＪ／ｃｍ２以下となっている。この時光量調整部１０１では、被検体１１１の体表面上における照射光の光エネルギー密度の最大値がＭＰＥ値を超えないように光源部１００からの光の透過率を調整している。
【００５１】
同様に、図２（ｄ）に示す光エネルギー密度の分布は、図２（ｂ）の被検体１１６の表面付近での分布である。ＦＯＶφ２０ｍｍに対してφ２２ｍｍ（＠１／ｅ２）の範囲を照明している。光エネルギー密度の最大値は６．１ｍＪ／ｃｍ２であり、人体の皮膚に対するＭＰＥ値（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ：最大許容露光量）＝１４．１ｍＪ／ｃｍ２以下となっている。この時、光量調整部１０１では被検体１１６の体表面上における照射光の光エネルギー密度の最大値がＭＰＥ値を超えないように光源部１００からの透過率を調整している。
【００５２】
照明範囲の変更は、互いに焦点距離が異なる凹レンズ１０４、及び凹レンズ１１２をお椀型プローブと共に変更することにより対応している。
【００５３】
図２（ｅ）に示す光エネルギー密度の分布は、図２（ａ）に示す光学配置から図２（ｂ）に示す光学配置に変更した際、光量調整部１０１の透過率を変更しなかった場合の分布である。光量を変更せずに照明範囲をφ４４ｍｍからφ２２ｍｍにしたことにより光エネルギー密度の最大値が２４．６ｍＪ／ｃｍ２となりＭＰＥ値を超えており、このままでは人体に照射できない状態となっている。そこで光量調整部１０１にて光量を減量し、光エネルギー密度の最大値をＭＰＥ値以下に調整しており、その結果が図２（ｄ）に示す結果である。
【００５４】
表１、表２に示す光学情報は、図２（ｃ）、図２（ｄ）、図２（ｅ）に示した光エネルギー密度分布を計算した際に用いた情報であり、一連の計算は光学シミュレーションツールのＬｉｇｈｔ  Ｔｏｏｌｓ（開発元：Ｓｙｎｏｐｓｙｓ社）を用いて行っている。
【００５５】
物体面の相当する光ファイバ１０３の出射端の直径はφ１０ｍｍ、照明光の波長は７８０ｎｍのパルスレーザ光であり、ＮＡ０．２２とした。光ファイバ出射端での光エネルギー量は、図２（ｃ）と図２（ｅ）の時は９３ｍＪ／ｐｕｌｓｅ、図２（ｄ）の時は２３ｍＪ／ｐｕｌｓｅとしている。
【００５６】
【表１】
2018117709.tif 000003
【００５７】
【表２】
2018117709.tif 000004
【００５８】
（実施例２）
互いに焦点距離が異なる複数のレンズを基板上に１次元配列、あるいは２次元配列し、その基板をスライドさせてレンズを選択してもよいし、円盤状の基板に、複数のレンズを円周に沿って配置し、円盤状の基盤を回転させてレンズを選択してもよい。
【００５９】
お椀型センサ２１１の内側が水が満たされており、底面部分には照明光を通過させるための平行平板２０７（光学ガラスで作製）が取り付けられている。しかしこの光学部品は必ずしも平行平板で有る必要はなく、照射範囲を制御するレンズで合っても良い。
【００６０】
（実施例３）
実施例３も実施例２と同様に、１台の光音響計測装置に対して１個のお椀型センサ３１０が搭載されており、お椀型センサ３１０の下方にレンズ３０４、３０６、開口３０７、及び照明光を透過させる平行平板３０７からなる一組の光学系が配置されている。レンズ間隔はｄ３１、ｄ３３、及び物体距離ｄ３２、ｄ３４は任意に変更できる構成となっており、ＦＯＶの大きさに応じて間隔を変えている。
【００６１】
図５（ａ）は、狭いＦＯＶに対応した場合のレンズ配置であり、図５（ｂ）は広いＦＯＶに対応する場合のレンズ配置である。不要光を除去するための開口３０５は図５に示す位置だけに限らず、光ファイバ３０３とレンズ３０４の間、あるいはレンズ３０６と平行平板３０７の間に有ってもよい。
【００６２】
（実施例４）
実施例４は図６に示すように、ハンドヘルドプローブに適用したものである。ハンドヘルドプローブ４０１の両側には光源部４０２、シリンドリカルレンズ４０３、４０４が配置されている鏡筒４０５が取り付けられている。そして、シリンドリカルレンズ４０３と４０４の相対間隔は任意に変更可能であり、間隔を変えることにより、光源部から被検体に向けて照射される光の照射範囲を変えている。
【符号の説明】
【００６３】
１００、２００、４０２  光源部
１０１、２０１  光量調整部
１０２、２０２  光量モニタ
１０３、２０３、３０３  光ファイバ
１０４、１１２、１２２、２０４、２０５、２１０、３０４、３０６  レンズ
１０５、２０７、３０７  平行平板
１０６、２１１、３１０  お椀型センサ
１０７  水
１０８  撮像タブ
１０９  防水シート部材
１１０  メッシュ部材
１１１、１１６、２０８、３０８、３０９  被検体
１１３  音響検出器
１１４  光出射部
１１５  信号受信部
１１７、２０６、２０９  光学系調整部
１１８  λ／２波長板
１１９  偏光ビームスプリッタ
１２０  光吸収部材
１２１  円盤
１２３  信号処理部
３０５  開口
４０１  ハンドヘルドプローブ
４０３、４０４  シリンドリカルレンズ
４０５  鏡筒
【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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